Sur la mesure de la viscosité des huiles

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Submitted on 1 Jan 1917

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Sur la mesure de la viscosité des huiles

C. Chéneveau

To cite this version:

C. Chéneveau. Sur la mesure de la viscosité des huiles. J. Phys. Theor. Appl., 1917, 7 (1), pp.109-114.

�10.1051/jphystap:019170070010901�. �jpa-00241983�

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donne, ^{dans un} champ de 21.000 gauss, ^un effet de 0~,34 ^environ qui ^varie peu dans l’intervalle de 8° à 3 ~ °. On est donc dans le voisi- nage de ^son maximum. Avec cette substance la. démonstration du

phénomène magnéto-calorique ^{devient une} expérience ^{de cours des} plus ^faciles.

VI. En résumé, ^{ce nouveau} phénomène apporte ^une confirmation

frappante ^{de la} théorie du champ moléculaire qui ^rend compte ^de

toutes ses particularités ^et aurait pu ^le faire prévoir.

Il est intéressant aussi comme moyen d’investigation, ^en permet-

tant de déduire de l’aimantation apparente observée l’aimantation

vraie, débarrassée de l’effet de raccourci produit par ^son inclinaison

sur la direction du champ. ^Dans l’établissement d’un réseau précis

d’isothermes de l’aimantation, ^étude actuellement en voie d’exécu-

tion, ^on pourra tracer, ^{à côté des} isothermes de l’aimantation appa-

rente, les isothermes de la grandeur ^vraie, particulièrement pré-

.,ieuses pour le contrôle ^de la théorie.

Enfin dès à présent ^le phénomène magnéto-calorique ^{a donné la}

valeur de l’aimantation spontanée ^à quelques températures. ^Ces

déterminations sont d’accord avec celles que l’on peut ^{déduire de}

mesures purement magnétiques.

SUR LA MESURE DE LA VISCOSITÉ DES HUILES;

Par C. CHÉNEVEAU.

Une communication récente de 1B11. Dubrisay (S’oc. Phys., ^{16 no-}

vembre t9! 7) m’incite à présenter quelques remarques, d’une portée générale, ^{sur la mesure de la} viscosité des huiles.

Sans méconnaître, industriellement parlant, ^{l’intérêt} d’appareils permettant de comparer les huiles ^au point ^{de vue} de leur frottement

interne, je ^me propose de ^montrer qu’un dispositif ^très simple peut

donner directement le coefficient de viscosité absolue d’une huile en

unités C. G. S.

Cet appareil, ^{basé sur} l’application de la loi de Poiseuille (écoule-

ment par ^un capillaire), comprend ^une pipette ^{P à} l’extrémité infé- rieure de laquelle ^{est soudé le tube} capillaire ^t; deux traits de

repère ^a, a’, ^sont gravés ^sur les tubes de verre de la pipette.

Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphystap:019170070010901

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Un entonnoir E peut être fermé par ^un bouchon en caoutchouc traversé par ^un petit ^{tube de verre portant lui-même un tube de}

caoutchouc _{serré par} une pince ^{à vis} (’) 1). ^On opère ^le plus

commodément le remplissage ^pas aspiration.

L’expérience ^{consiste à mesurer le} temps T secondes que le ni-

veau du liquide ^{met à} passer de a ^en a’, ^ce qui correspond ^{à l’écon-}

lement d’un volume V centimètres cubes de liquide ;

alors V v °F ^{est le vo-} lume en centimètres cubes écoulé _par seconde, et, ^{si cl est} le diamètre du tube capillaire ^en centimètre, 1, ^sa longueur ^en centimètre, p, la différence des pressions, ^en baries, ^au cornmencement et à la fin de

l’expérience, ^7~ le coefficient de viscosité, ^la loi de Poiseuille donne immédiatement :

Si l’on appelle p la densité du liquide, ^{il est} facile de voir que ^la

pression p ^a pour valeur :

h centimètres étant la hauteur de la colonne liquide ^{entre les deux} repéres, g = 981 centimètres (sec)’-.

On ^a alors :

d’o ù :

La fraction de la formule précédente peut ^{être connue} par ^cons- truction ^ou par étalonnage. ^Par exemple, ^{dans un} modèle réalisé par 1B1. Berlemont : l = 4 centimètres, ^cl

0,15 centimètre, ^{h = 10 cen-} tiniètres, ^V

¹⁰ centimètres cubes.

et la constante peut ^{être connue à} bien moins qu’à 1 0/0 près.

B 1) C’est, ^avec quelques modifications, le modèle dont je ^me suis servi pour

l’étude de la viscosité des solutions C. R. Acnd. Sciences, ^t. CLV, p. 104; ^{4 J-? ; -}

C. R. Sciences, Congrès ^cle 1Bînles, 1912, p. 129j.

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On voit que la densité intervient réellement dans ^la formule et n’est pas, ^{au sens} vrai du mot, ^un facteur de correction, ^{comme on le}

dit souvent. La mesure de la densité de l’huile peut ^{se faire commo-} dément, même si elle est très visqueuse, ^{à l’aide de} la balance à lec- ture directe que j’ai récemment décrite (’ j, ^{de sorte} que la détermi-

hIC=. 2 .

nation de la viscosité absolue n’est pas plus difficile que celle d’une donnée relative, plus ^{ou moins} proportionnelle ^{à la} grandeur ^cher-

chée. On n’est pas, ^non plus, obligé d’admettre, ^{comme on le fait} quelquefois, que les densités ^sont à peu près ^{les mêmes, ce} qui peut, ^{dans certains} cas, changer l’ordre de classement d’huiles voisines fait uniquement d’après ^{la durée} d’écoulement.

Il est bien entendu que le dispositif précédent ^se prête ^{à la mesure}

de la viscosité à diverses températures ; ^on peut les maintenir cons- tantes longtemps ^à l’aide d’une circulation d’eau de la canalisation de la ville, ^{chauffée au besoin sur son} parcours, ^{dans un} manchon 11

(fig. i) ^{entourant la} pipette ^et portant ^un tube bl d’arrivéé de l’eau

(1) C. R., ^t. CLXII, p. 922, ~926 - Pjays., ^{t. 3e série,} p. 103, ^1916.

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et un tube b de départ. ^{Au bout de} peu de temps ^l’huile prend ^{la tem-} pérature ^{mesurée à} l’aide d’un thermomètre. Toute la précision ^{de la}

mesure vient principalement ^{de la constance de la} température.

Le petit appareil ^{décrit a} donné de bons résultats pour la ^mesure de la viscosité d’huiles des colonies françaises ^{et de} liquides spé-

ciaux pour ^la guerre. Par exemple, j’ai ^obtenu, pour l’huile d’olive pure ^à 151, ’1

0,99, ^chiffre identique ^{à celui de} Brodmann, ^déter- miné par la chute d’une bille sphérique ^et donné par M. Brillouin dans les Tables de Constantes de la Société de Physique.

,

La variation de la viscosité avec la température ^{était :}

La loi de Poiseuille s’applique ^en réalité dans le cas d’écoule-

ments lents, c’est-à-dire lorsque ^la longueur ^{du tube est} grande ^par rapport ^{à son} diamètre, toujours ^{assez faible.} Évidemment _{le rap-} port ^{est ici assez} petit afin d’éviter ^une durée d’écoulement par trop longue. ^{Il est facile} cependant ^{de montrer} qu’on .est ^{encore dans le} régime d’écoulement où le coefficient de viscosité reste constant, ^ce

qui ^se voit d’ailleurs à l’aspect ^{de la} goutte.

On .sait que, d’après ^les expériences ^de Reynolds ^{et de Couette, la}

vitesse minima, correspondant ^au changement ^de régime ^{où le coeffi-}

cient de viscosité n’est plus ^{constant, est} indépendant ^{de la} longueur

du tube et en raison inverse du diamètre; ^de plus, ^{elle est} propor- tionnelle au coefficient de viscosité du liquide ^{et en raison inverse de}

la densité.

En se basant sur les valeurs numériques indiquées pour ^l’eau par

Couette, ^on peut ^{donc se rendre} compte qu’à ^{15°, avec} l’appareil précédent, ^ce débit limite est toujours ^bien supérieur ^au débit réel.

Par exemple :

Il n’y ^{a donc aucune} ambiguïté ^sur la validité de l’application ^{de la}

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loi de Poiseuille dans cet appareil ^et l’on voit même que dans ^un modèle spécial ^{aux huiles très} visqueuses, ^l’on pourrait ^se permettre l’emploi d’un diamètre de tube capillaire plus grand.

Par contre, l’appareil ^{décrit ne} peut s’appliquer ^{à des} liquides peu

visqueux ^comme l’eau, le débit limite étant de 1,2 cm3/sec ^{et le}

débit observé (1,5 cm3/sec) ^{lui étant} supérieur. ^Pour adapter l’appa-

reil à ce cas, il suffit de changer les dimensions du tube capil-

laire.

L’écoulement peut ^se faire dans l’air ou dans l’huile sans qu’on

trouve une différence de durées sensible ; par exemple, pour l’huile d’olive _pure on a trouvé à 10° 8 une durée d’écoulement de 447 se-

condes dans l’air et de 448 secondes dans l’huile.

L’influence de la capillarité ^{est donc assez} faible pour pouvoir

être négligée pratiquement.

Enfin, pour répondre ^à l’objection qu’un liquide ^très visqueux peut

rester dans la paroi, j’ai ^{fait une} expérience qui ^m’a montré, pour l’huile de ricin à 1315, que le volume écoulé était ^en réalité de 9 cm3, ^{99 au lieu de 10} centimètres cubes; ^{dans un modèle} d’ap- pareil pour huiles ^très visqueuses, ^on peut donc gagner ^sur le temps d’écoulement en diminuant le volume sans qu’il ^{en résulte} pratique-

ment d’erreur très sensible (~).

Il résulte donc des considérations précédentes que pratiquement,

on peut déterminer facilement le coefficient de viscosité absolue d’une huile à 1 0/0 près ^{au moins.}

Et on peut ^alors dire, ^en résumé, que l’Industrie a tout intérêt à

se servir, ^{comme la} Science, ^{de la} grandeur physique même, ^du

moment qu’elle ^est facilement mesurable; ^{la donnée} scientifique doit, chaque fois que cela ^est possible, remplacer la valeur empirique. ^Il

est, par exemple, difficile de comparer les résultats obtenus pour les viscosités des huiles par des méthodes ^ou des appareils ^diffé-

rents ; ^la comparaison serait, ^au contraire, facile par ^un étalonnage préalable ^du dispositif viscosimétrique employé.

Il me paraît absolument nécessaire que disparaissent ^les degrés- Baumé, ^les temps d’écoulerment ou les volumes écoulés, ^les degrés

(1) ^Pour l’étude de toutes les huiles, ^deux modèles suffiraient pour obtenir des temps d’écoulement assez faibles; ^un pour les huiles visqueuses (lin, olive) ^et

l’autre pour les huiles ^très visqueuses (de ricin, ^de graissage).

Je pense d’ailleurs qu’avec quatre pipettes ^{à tubes} capillaires différents et con-

venablement choisis, ^on pourrait faire toutes les mesures de viscosité des liquides,

cet ensemble serait néanmoins peu coûteux.

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oléo-réfractométriques ^ou butyro-réfractométriques ^et qu’on ^ne

se serve plus que des valeurs plus exactes, ^et aussi commodes à

employer pratiquement, ^{de la} densité, du coefficient de viscosité et de l’indice de réfraction.

C’est en embrouillant ainsi les résultats numériques, ^alors qu’il n’y ^a plus lieu de le faire, qu’on n’aperçoit pas plus facilement cer-

taines relations qui apparaîtraient clairement si tous les auteurs,

savants ou ingénieurs, ^se servaient, lorsque ^{cela est} possible, ^{de la}

seule valeur correcte de la grandeur physique considérée.

Je ferai remarquer que ^la méthode de la chute d’une bille sphérique, ^{si elle est exacté dans le cas} considéré, ^{rentre bien}

dans l’ordre d’idées que j’ai développées, puisque qu’elle donne direc- tement le coefficient de viscosité et tient compte, ^{en toute} rigueur, ^de

la densité 1 ’ ) .

Elle nécessite néanmoins un volume de liquide plus grand que la méthode du tube capillaire ^{et se} prête peut-être ^{moins bien au} réglage ^{de la} température.

CONSTRUCTION D’UN ÉLECTRODYNAMOMÈTRE ABSOLU DE GRANDE SENSIBILITÉ.

DÉTERMINATION DE SA CONSTANTE PAR LA MÉTHODE DE M. G. LIPPMANN ;

Par A. GUILLET.

Les électrodynamomètres absolus, construits avec la préoccupation

de la mesure précise des dimensions qui interviennent dans le calcul de leur constante, manquent de sensibilité.

Dans le modèle le plus ^{récent de} Pellat (2), ^{le courant d’un} ampère ^est équilibré par ^{une masse} d’environ 9 grammes ; elle ^est de 8 grammes dans l’appareil employé ^{par MM.} Ayrton, ^{àlathon et}

Smith (3); dans le modèle de MM. Janet et Jouaust (~l, ^{ce même}

(1) Si cl est le diamètre de la bille, ^très petit par rapport ^{aux dimensions} transversales du vase contenant le liquide, 6 la densité du corps qui ^{la forme,}

p la densité du liquide, ^{T le} temps qu’il faut à la bille pour parcourir ^{une hau-}

teur 1 lorsque le mouvement est devenu uniforme, ^{on a} évidemment : q

Tcl’’ (6- p)

(2) Bulletin de la Soczété internationale des ÉlectJ’iciens,o ^1908.

(3) Philosoplical tîansactions of ^tlze J’oyal ^Société of London; ^1908.

(4) du LaboJ’a toÏ1’e central 1908.