[PDF] Mesure de débit en écoulement turbulent pulsé à laide dun

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àl'aided'undiaphragme

HubertMainardi

DocteurIngénieur

B.P.6057-45017Orléans

Figure1

OEnon!eord

(ù-or:ficeplal€'

®-pYCpipe-104mmlI)1d;a

nlJ'11

G}w::J1erringvocuumpump

®-butter-f1yvalve

@-Onlivlbrot:onjoint @-dlffu5-er

Introduction

mentinstationnaire ilestpréconisé,pourdestauxde modulationdedébitsupérieurs

à10%,deplacerdes

L'étudequenousprésentonsapour

butd'analyser luationdudébitmassemesuré

àl'aided'undiaphragme

lumessontsupprimés.

Dispositifexpérimental

entrée

àbordvif(fig.2e)

-l'équationd'Euler auau1ap2 -+u-+-'-+fu=0(1) ataxpax lationdetypeindustrielavecentrée

àbordvif,puisavec

uneentrée profIlée(fig.1). souffleriedutypeEiffel

àcolsoniquerégulé.Lamodula

tiondedébitestgénérée

àpartird'uneobturationpar

tielleducolsonique parun profIlentraînémécanique ment.

Cedispositifpermetd'obtenir:

entre0et 50%.
singulièredudiaphragme Qm=mC D

Aev2pÂP12

n• Q =A K m c31 -l'équationdecontinuité apauap -+P'-+u-=O atax ax (2)

LAHOUILLEBLANCHE/N"1/2-1980Article published by SHF and available at http://www.shf-lhb.org or http://dx.doi.org/10.1051/lhb/1980005

54LAHOUILLEBLANCHE/N'1/2-1980

__._-=----El- 1 01 b} 10D

Figure3

cl -_.====i3-fi, 1

2,53.,;)5.

\6.10

51,73.105

227.1)5

3,09.'10

1

Figure2

Figure4

l/J=Qmax-Qmin

Qmax+Qmin

lAci th

àl'entréedelacanalisation

1V r

1=1Va1.1AcIr

lAcI th delacanalisation lemodèlecalculelesfluctuationsde pressiondel'écoulementen touteabscissexduconduit.

àunedistancedel'entréeégale

ousupérieureà50dia mètresdeconduit,c'est-à-diredans ledomaineoùles lemo dèlemonodimensionnelrésoud, pourleslongueursde

équations1

et2.Entrelesplans(1)et(3)situésres pectivementà undiamètreenamontdudiaphragme estcaractériséparlaloisuivante: u 2 ou

Âp'-+L'p'-

1,3'd12elot

Résultatsobtenus

fréquencespulsatoires(fig.

3)estobtenueendonnant

dépendantes dutauxdemodulationdedébit(fig.4). d'entrée etlapertedechargerégulièreCette naire,correspondaupointderecollementdu jetàla paroidelacanalisation.

Résultatsobtenus

phragme constante,lasuperpositiondescourbes siondans leplan(1)enfonctiondesfréquencespulsa toires,(fig.5),s'obtient endonnantaucoefficientf

H.MAINARDI55

'VHz

Figure5

régulièremajoréede33 %.Lorsqueletauxdemodula tion identiqueàcelle del'écoulementstationnaire.Pourun tauxdemodulationdedébitégalà

15%cettelongueur

estégaleà

6D.Conclusion

êtredueauxondesdepression

auvoisinagedudia bulbeen avaldudiaphragme).

L'étudethéorique

decephénomènenepeutêtre l'écoulementrendantcompte desgrandeursamont

Cesgran

traitd'analyserl'influencedutaux demodulationde bant lenteetlamodélisation del'écoulementcorrespondant. régulière

Coefficientdedébit

lecoefficientdedébit(K o =mC Dn )estcalculéàpartir del'expression

QPIÔ

Âp=K.P. -+ - .-(k'Q)

1,20 12A

2 Qat

Résultatsobtenus

mentalesdesfluctuationsdepressiondans leplan(2), situé (fig.6),est obtenue:

à 6

%endonnantaucoefficientK o unevaleuriden tiqueà cellequ'ilaenécoulementstationnaire, -lorsque

15%,lecoefficientK

o aunevaleurdépendante dumodeacoustique del'installation.Cettemodifi

Elleest

del'ordrede1,5%lorsque1J;estégalà 6%, limitepermet dedéterminerlecoefficientdeperte ficient de pressionexpérimentales.

Ecoulementturbulentstationnaire

résoud: -l'équationdeNavierStokes fi(U'au+ï)au)= _ôp+.(r ll e

ÔU)

ôxaraxrarftar

et delalongueurdemélange(QI)

Poury>0,0890nousavonsQI=0,0890

-l'équationdecontinuitéLorsque y0,0890(0:épaisseurdecouchelimite) nousutilisonslalongueur demélangedeVanDriesten

écoulementstationnaireetabli(domaine

desprofIlsré- pétitifs)

QI=0,4(1-e-Y+/

26
+e-60y/k l) a1a -Cp·u)+_·-Cp·ï)·r)=O axrar 5040
30

Figure6

20 10 1'2

600:Ji-----1L1=S,Om

L2=3,95m

me d 10,2 SCOO

1COO0_1(=6,2%

+....1:::1.;;,6% 3000
56

LAHOUILLEBLANCHE/N"1/2-1980

DU~~~~~~m

Figure7

-l'expressiondudébitmasse m=ip'li.dA=const masse

à10-

5 près.Surcesfigures rimentalesobtenueslorsque lediaphragmeestplacé sencedudiaphragmemodifie: fluence seressentsurcinqdiamètresenamontdu diaphragme, diamètresenamontdecelui-ci. de moyenne. etthéo cisseréduite, pourlesdeuxpremiersmodesderéso nance,estobtenueendonnantaucoefficient flesva dumodeacoustique etdugradientdepressionlongitu dedébit.Aupremiermode lecoefficientfcorrespondà nairedans l:'!domaineétabli~uesoitlegradient depression; pourle2

ème

et3 em modeilamême gitudinalestconstant (x>25D).Lorsquecegradient

évolue(0

%pourle2 eme modeetde50%pourle3mmode. nancepeutêtreattribuée: soit rimentaleindiquequeles profIlsdevitesselongitu derésonance, cequientraîneraitunchangement mentaleestdel'ordrede3 %.Celle-ciauraitpour bulentpulsé(fig.2a) x1=20 :~~:t~~~g"'1=2D""P~ .....L,=100"1=,,0,Ihfor;""p.... "1=t:lO"1=1S0,lh9-0,.;..0"""p<." "1::2:'00=;;..~"IO_.~:..:..:..:.'_ 0(1 "1=30D,scn:dq>hrogrnoo.rh>a-;"\ "t'>q>lr>l'n::O'L,::300 Dm!:;

Résultatsobtenus

gitudinalesenfonctiondel'ordonnée ycomptéeà lapressionstatique penfonctiondel'abscisseréduite sionlongitudinalet lecoefficientdefrottementCrcal culés. dans

évolue(0

graphiqueducoefficientdefrottementdans cedo maine. xlD 2D0i lDD! '1 oef::.XlHZ 2015
oCf

0'00Q.0

cio'0'0'G'0O'0(>\ 1

Figure8Figure9

H.MAINARDI57

x::;10DY=7%

Résultatsobtenus

50f
Hz

100Y:::15'1.

20

FigurelIa

2ùD

300y::;7""

desfluctuations depressionenfonctiondelafré· tives x=Detx=10Dlorsquelediaphragmeest placérespectivement

à10D,20D,30Det50Dde

l'entrée profIlée.

Nouspouvonsnotersurcesfiguresquelesmodes

acoustiques del'installationsontmodifiés.Lorsque lediaphragmeestplacédansla1

ère

moitiédelalon gueurdelacanalisation,le1 ermodederésonancedis·

Piiraît.Lorsqu'ilestplacédansla2

ème

moitié,c'estle 2 eme modequiestaffecté. différentespositions dudiaphragme.Nousnotons qu'aufuret

àmesurequelediaphragmes'éloigne

diminue.

Lasurestimation

dedébitdemeureidentiqueà dantedelaformed'entrée.

Lamodificationducoef

ficientdedébitpeutêtre dépendante: 000, 000 ~Xx ""0quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34

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