Rotational flow model for studies, teachings and in practice to visualise flow
Comment visualiser l'écoulement (tourbillonnaire)?
Il existe un grand choix d'appareils de mesure pour mesurer le flux et le débit. En fonction du fluide, de la température, de la pression et d'autres paramètres, des capteurs appropriés conviennent. Une condition essentielle pour ces mesures est un profil d'écoulement symétrique et uniforme. Il est alors possible de déduire la vitesse moyenne à partir de la vitesse d'écoulement au milieu du tuyau et de calculer ainsi également le débit volumétrique.
Dans la pratique, les vannes, les soupapes et les coudes, entre autres, perturbent l'écoulement et rendent les mesures précises impossibles ou très difficiles.
D'une part, l'écoulement qui se forme dans ces cas peut être perturbé axialement, c'est-à-dire que la vitesse d'écoulement maximale se situe en dehors du centre de la tuyauterie,
Comment le modèle d'écoulement rotatif est-il construit?
Le modèle de flux rotationnel a deux coudes qui sont conntectés dans la direction du bas. Il n'y a pas de rotation lorsqu'ils sont dans leur position initiale. Cependant, si les coudes sont tournés l'un vers l'autre, cela crée un flux rotatif en aval et la roue à aubes commence à tourner.
Le modèle de flux rotatif comprend également un redresseur de flux. Une fois qu'il entre dans l'écoulement rotatif, il annule la rotation. Lorsque l'écoulement n'est pas perturbé, la roue à aubes s'arrête de tourner. Ceci montre l'effet d'un redresseur de flux.
Pourquoi l'écoulement rotationnel est-il si important sur le plan économique?
Les recherches sur les écoulements rotatifs et turbulents sont de plus en plus nombreuses, car ils sont présents dans différentes applications et contrôlent des caractéristiques importantes. L'effet stabilisateur du flux rotatif permet d'obtenir un flux optimal dans les brûleurs. L'effet rotatif est également utilisé pour séparer les particules en fonction de leur taille.
Quels sont les effets secondaires indésirables du flux rotationnel?
L'écoulement rotatif est une interférence de l'écoulement et provoque des défauts dans les mesures et leurs instruments de mesure. C'est pourquoi la recherche sur la façon de réduire la rotation dans l'écoulement est d'une grande importance économique, par exemple pour les utilisateurs de grands pipelines pour le carburant et le gaz naturel. Les résultats de mesure erronés causés par le flux rotatif entraînent des erreurs de calcul et, dans le pire des cas, des risques pour la sécurité.
Quelles sont les conséquences d'un écoulement avec tourbillon ?
En présence d'un écoulement avec tourbillon, le gaz se déplace dans le tube sur des trajectoires hélicoïdales. En présence d'un écoulement tourbillonnaire, ces particules de gaz parcourent un chemin plus long pour une longueur de tube définie par rapport à un écoulement sans tourbillon et pour une même vitesse d'écoulement. Cet allongement du trajet entraîne des pertes de pression plus élevées. Les pertes de pression plus élevées provoquées par l'écoulement tourbillonnaire signifient une perte d'énergie et donc des coûts. La visualisation de l'écoulement avec le banc d'essai de torsion permet de visualiser indirectement ce phénomène.
Comment l'écoulement avec tourbillon est-il visible?
Si des écoulements transversaux se produisent dans une canalisation, des forces axiales mais aussi radiales agissent sur les ailettes du capteur Höntzsch ; la roue à ailettes commence à tourner dans l'écoulement influencé par la torsion. Les composantes radiales dans l'écoulement font bouger la roue à ailettes du banc d'essai de torsion.
Où la visualisation de l'écoulement au moyen d'un modèle de tourbillon a-t-elle particulièrement fait ses preuves?
Le banc à tourbillon a fait ses preuves pour la visualisation des écoulements dans la recherche et l'enseignement dans les universités, dans la formation des ingénieurs et des maîtres. Avec ce modèle de tourbillon, les étudiants* en thermodynamique, mécanique des fluides et génie des procédés peuvent expérimenter les phénomènes d'écoulement - avec et sans tourbillon. Associé aux capteurs adéquats, il permet de réaliser de nombreuses expériences en utilisant la visualisation de l'écoulement. Pour les praticiens, le modèle de tourbillon est une aide qui les soutient dans la conception et la définition de la géométrie des conduites et des points de mesure.
Le banc d'essai de giration aide également nos partenaires à l'étranger lors des entretiens de conseil sur l'écoulement giratoire dans la communication avec les clients.
