UE3B . Concours PACES mécanique des fluides.

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2014.
Question 1
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Quelle(s) est(sont) la ( les) proposition(s) exacte(s) ?
Une artère de rayon 5 mm a une épaisseur pariètale de 0,5 mm. Elle présente un anévrysme qui double son rayon et réduit à 0,3 mm l'épaisseur de sa paroi. La pression du sang dans l'anévrysme est de 55 mmHg. La contrainte pariétale maximale admissible ( seuil de rupture) est de 1,4 105 unités SI.
1) Un vaisseau de petit diamètre est plus apte à supporter des pressions élevées qu'un vaisseau de grand diamètre, à épaisseur de paroi égale..
2) Les risques de rupture d'un anévrysme sont diminués si R / t augmente.
3) La pression du sang dans l'anévrysme est de 5837 pascals.
55 10-3 *13600*9,81 =7338 Pa.
4) L'anévrysme décrit ci-dessus présente un risque de rupture
Contrainte = Pression x diamètre de la cavité / épaisseur pariétale =7338 * 9,4 /0,3=2,3 105 Pa.
5) Dans une artère saine les forces radiales de pression dues au sang équilibrent les forces de tension pariétales..
On rapelle que s = PR/t ; masse volumique du mercure 13,6 g/cm3 ; g = 9,81 m s-2.
A : 2+3 +4 ; B : 1+4+5 ; C : 1+3+5 ; D : 1+3+4+5 ; E : Autre réponse.

Question 2.
Le débit dans l'aorte thoracique de diamètre 2,2 cm est de 4,6 L/min. Calculer la vitesse moyenne du sang ( fluide newtonien, h = 3 10-3 poiseuille, r=1 g/cm3) et en déduire si le régime d'écoulement est laminaire ( lam) ou turbulent ( turb).
On rappelle la formule Rey=rvd/h et R0=2100.
Quelle est la proposition exacte ?
A) 0,215 lam ; B) 0,197 turb ; C) 0,197 lam ; D) 0,215 turb ; E) autre réponse.
Section de l'aorte S = pr2=3,14 *0,0112=3,8 10-4 m2 ; débit =4,6 10-3 / 60 =7,67 10-5 m3 s-1.
Vitesse du sang : v =7,67 10-5 /(3,8 10-4)=0,202 m/s.
Nombre de Reynolds Rey = 1000*0,202*0,022/(3 10-3)=1480, inférieur à 2100




2013.
Question 1.
Lors d'une transfusion de sang complet ( masse volumique 1,1 g cm-3) l'aiguille est insérée dans la veine médiane du coude où la pression est de 3000 Pa. A quelle hauteur minimale, par rapport à la veine, faut-il placer le flacon de perfusion pour que le sang puisse entrer dans la veine ?
Quelle est la proposition exacte ?
A : 28 cm ; B : 115 cm ; C :19,2 cm ; D : 12,3 cm ; E :Autre réponse.
r g H > 3000 ; H > 3000 /(1,1 103 x9,81) ; H >0,278 m.

Question 2.
Le sang qui circule dans une artère horizontale de rayon 3 mm et de longueur 20 cm est considéré comme un fluide newtonien de  viscosité h = 2,5 10-3 unité SI. Calculer la vitesse moyenne du sang dans cette artère, sachant que la différence de pression entre ses extrémités correspond à 1 mmHg.
On rappelle que V = DP(R2-r2) / (8hL). Masse volumique du mercure 13,6 g cm-3.
Quelle est la proposition exacte ( en cm /s) ? A: 10 ; B : 15;  C : 20 ; D : 30;  E : Autre réponse.
1 mm Hg = 10-3 x13,6 103 x9,81 = 133,4 Pa.
V = 133,4 (3 10-3)2 /(8 x2,5 10-3 x0,20)=0,30 m/s.

Question 3.
Mesure du coefficient de tension superficielle - méthode d'arrachement.
Pour retirer une lame métallique rectangulaire de 5 cm de longueur ( épaisseur négligeable), il faut exercer, outre celle du poids, une force F qui correspond à 0,642 g sur le plateau de la balance. On supposera que la mouillabilité est parfaite. Calculer le coefficient de tension superficielle A de ce liquide ( en unité SI). Quelle est la proposition exacte ?
A : 0,126 ; B : 0,063 ; C : 0,006 ; D : 0,012 ; E : autre réponse.
Le liquide exerce une force sur chaque face de la lame: F = 2AL.
A la limite de la rupture : 2AL = mg / L ; A = 0,642 10-3 x 9,81 / (2 x0,05) = 0,063 N m-1.









2015.
Question 1
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Quelles sont les propositions exactes ?
1) Le coefficient de tension superficielle d’un liquide s’exprime dans le système SI en N/m ou bien en J/m2.
2) Un agent tensio-actif augmente la tension superficielle de l’eau.
3) Le surfactant pulmonaire est un agent tensio-actif composé essentiellement de phospholipides.
4) Le surfactant pulmonaire permet de réduire les différences de pression entre les alvéoles pulmonaires.
5) En cas de naissance prématurée, l’excès de surfactant pulmonaire est la cause fréquente de MMH (Maladie des Membranes Hyalines).
A: 4+5;  B: 1+2+3+5 ; C: 1+3+4 ;  D: 2+3+4;  E: Autre réponse


Question 2.
Calculer la résistance hémodynamique pulmonaire, en unités SI, sachant que la pression moyenne artérielle pulmonaire est de 25 mmHg et que la pression moyenne dans les veines pulmonaires est de 4 mmHg.
Le débit cardiaque est de 8 L/min.
Masse volumique du mercure = 13,6 g/cm3; g = 9,81 m/s2.
Quelle est la proposition exacte ?
A: 190.10-5 ; B: 210.105 ;  C: 152.105 ; D: 186.105 ; E: Autre réponse.
DP =25-4 = 21 mmHg ou 21 10-3 x13600 x9,81=2,8 103 Pa.
Débit Q = 8 10-3 / 60 = 1,33 10-4 m3 s-1.
Résistance hydraulique R =
DP / Q=2,8 103 / (1,33 10-4)=2,1 107 SI


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