Installations
Souflerie de couche limite à haut nombre de Reynolds
Cette soufflerie a été conçue spécialement pour l’étude de la couche limite turbulente par diagnostics optiques. Elle est unique de par ses dimensions (20m de long, 2m de large et 1m de haut). Elle permet d’obtenir une couche limite pouvant atteindre 30cm d’épaisseur pour des vitesses comprises entre 3 et 10 m/s avec des nombres de Reynolds basés sur l’épaisseur de quantité de mouvement pouvant atteindre 20 000. La veine d’essais présente la particularité d’être transparente sur toute la longueur et d'être régulée en température. Elle peut fonctionner en circuit ouvert ou fermé.
Caractéristiques techniques
- Puissance de 37 kW
- Vitesse de 3 à 10 m/s avec une stabilité de +- 0.5%
- Chambre de tranquillisation équipée d'un nid d'abeille et de 4 filtres à mailles fines
- Convergent rectangulaire de 3.9m ex 2.79m, ratio de contraction égal à 5.4
- Taux de turbulence dans la veine d'essai < 0.3%
- Puissance frigorifique de 37 kW
- Gamme de température d'air dans la veine d'essai de +5°C à +25°C
- Régulation à ± 0.15°C
- Section de 2m x 1m sur 20.6m
- Transparente sur les quatre cotés
- Planéité <0.5mm sur 20m
- Pas d'irrégularité supérieure à 0.1mm
Propriétés de la couche limite produite
| X [m] | Ue [m/s] | δ [cm] | δ* [cm] | θ [cm] | H | Uτ [m/s] | Reθ | Reτ | P+ (x 10^-4) | ν/uτ[mm] |
| 19.2 | 3.38 | 27.3 | 4.55 | 3.33 | 1.36 | 0.1207 | 7590 | 2220 | -3.6 | 0.12 |
| 19.2 | 6.76 | 24.3 | 3.69 | 2.79 | 1.32 | 0.2337 | 12720 | 3840 | -2.1 | 0.06 |
| 19.2 | 10.09 | 24.2 | 3.51 | 2.70 | 1.30 | 0.3428 | 18360 | 5590 | -1.4 | 0.04 |
| X: | Position par rapport à l'entrée de la veine d'essai |
| Ue: | Vitesse externe au centre de la veine d'essai |
| δ: | Épaisseur de la couche limite |
| δ*: | Épaisseur de déplacement |
| θ: | Épaisseur de quantité de mouvement |
| H: | Facteur de forme de la couche limite |
| Uτ: | Vitesse de frottement pariétal |
| Reθ : | Nombre de Reynolds basé sur l'épaisseur de quantité de mouvement |
| Reτ: | Nombre de Reynolds basé sur le frottement pariétal |
| P+: | Gradient de pression adimensionné |
| ν/uτ: | Unité de paroi |
Maquettes
Plusieurs maquettes instrumentées (prise de pression, inserts vitrés pour la PIV) peuvent être installées sur la paroi basse de la veine d'essai. Elles sont utilisées pour créer des gradients de pression ajustables pouvant aller jusqu'à une séparation de la couche limite.
Mélangeurs
Dans l'industrie, les mélangeurs sont utilisés pour mélanger des milieux hétérogènes, fluides et/ou solides. Ils permettent de favoriser des réactions chimiques, optimiser un transfert de masse ou de chaleur pour des procédés dans des domaines variés. La turbulence joue un rôle important dans le processus de mélange, mais le lien entre les deux n'est pas encore complètement compris.
Le banc mélangeur possède un châssis fixe sur lequel sont montés le moteur et une partie de l'instrumentation. La cuve est interchangeable suivant l'étude à mener. Pour la PIV, les cuves possèdent des accès optiques ou sont entièrement transparentes.
Principales caractéristiques du banc
- Moteur pas à pas Nema 34 de 12 N.m en prise directe
- Gamme de mesure de couple de 0.05 à 50 Nm par couplemètre à jauges de contrainte
- Rotor entièrement ajustable
- Mesures dans l'eau ou autre liquide.
Mélangeur par turbine de Rushton
Cette cuve octogonale a été conçue pour étudier la turbulence générée pour différentes géométries de pales. Le rotor est basé sur un modèle de turbine de Rushton, dont les pales sont interchangeables. Des déflecteurs ou aubes anti-rotation (baffles) peuvent être montés radialement sur le périmètre de la cuve pour modifier l'écoulement dans la cuve ce qui change les propriétés de la turbulence générée.