{"id":5902,"date":"2022-03-08T21:26:48","date_gmt":"2022-03-08T20:26:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.presticebdt.com\/?p=5902"},"modified":"2022-11-01T19:36:43","modified_gmt":"2022-11-01T18:36:43","slug":"the-design-of-a-closed-circuit-wind-tunnel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/la-conception-dun-tunnel-eolien-en-circuit-ferme\/","title":{"rendered":"La conception d'une soufflerie \u00e0 circuit ferm\u00e9 expliqu\u00e9e"},"content":{"rendered":"

Essais en soufflerie en circuit ferm\u00e9
\n<\/strong><\/h1>\n

Conception et dimensionnement d'une soufflerie d'essai en circuit ferm\u00e9\"Soufflerie<\/a><\/h2>\n

Les principaux \u00e9l\u00e9ments d'un essai en soufflerie.<\/h3>\n

Les avantages d'une soufflerie en circuit ferm\u00e9.<\/h4>\n

Pour un m\u00eame d\u00e9bit d'air, le La soufflerie en circuit ferm\u00e9 permet de r\u00e9cup\u00e9rer une partie de l'\u00e9nergie cin\u00e9tique.<\/strong>y et les pertes de charge ne sont que les pertes dans les conduits.<\/p>\n

Outre leur co\u00fbt plus \u00e9lev\u00e9, les tunnels en boucle ferm\u00e9e pr\u00e9sentent les caract\u00e9ristiques suivantes inconv\u00e9nient : le flux s'\u00e9chauffe<\/strong>.<\/p>\n

Le nombre de Reynolds diminue donc lorsqu'au contraire les exp\u00e9riences doivent \u00eatre maintenues \u00e0 constante Re<\/strong>. Il faut donc refroidir le flux.<\/p>\n\\nu(T)\\propto T^{1.75}\\end{align} \\)\n

L'importance de la gestion de la temp\u00e9rature dans les essais en soufflerie.<\/h3>\n

Les les tunnels peuvent \u00eatre aspir\u00e9s ou souffl\u00e9s<\/strong> en fonction de la position de l'h\u00e9lice, en amont ou en aval.<\/p>\n

L'\u00e9nergie perdue<\/strong> dans les tunnels ouverts est \\( E= \\frac{1}{2}mv^2 \\), l'exp\u00e9rimentation co\u00fbte beaucoup plus cher et est affect\u00e9e par la temp\u00e9rature du laboratoire exp\u00e9rimental.<\/p>\n

Classification en soufflerie selon la section d'essai.<\/h3>\n

Les souffleries sont \u00e9galement class\u00e9es en fonction de la section de test<\/strong>.<\/p>\n

Elles se divisent en galeries de veines libres et en galeries de veines guid\u00e9es ; les premi\u00e8res sont celles que l'on appelle les galeries de veines guid\u00e9es. OPEN JETs<\/strong> dans lesquels la section d'essai n'est pas d\u00e9limit\u00e9e, tandis que les seconds ont une chambre d'essai avec un carr\u00e9, rectangulaire, circulaire, octogonal<\/strong> section d\u00e9limit\u00e9e par des murs, dont les angles sont arrondis pour \u00e9viter la formation de tourbillons.<\/p>\n

Il existe \u00e9galement un type de soufflerie called \u00be OPEN JET<\/strong>Le tunnel est d\u00e9limit\u00e9 au fond, pour simuler le terrain.<\/p>\n

L'influence de Mach \u00e0 grande vitesse dans les essais en soufflerie.<\/h4>\n

Dans les souffleries \u00e0 nombre de Reynolds \u00e9lev\u00e9, on a tendance \u00e0 intervenir non seulement sur la vitesse de l'\u00e9coulement de l'air, mais aussi sur les caract\u00e9ristiques de l'\u00e9coulement de l'air. la densit\u00e9 du fluide<\/strong>.<\/p>\n

Pour ce faire, on utilise g\u00e9n\u00e9ralement n\u00e9buliseurs cryog\u00e9niques \u00e0 l'azote<\/strong>.<\/p>\n

En baissant la temp\u00e9rature, c'est comme si vous envisagiez de faire plus d'efforts. Mach.<\/strong><\/p>\n

\\N- M=\\frac{v}{v_{sound}} \\N- depuis \\N- \\N(\\Nnu(T)\\Npropto T^{1.75}) \\)<\/p>\n

Donc en abaissant la temp\u00e9rature, on peut augmenter le nombre de Mach et le nombre de Reynolds<\/strong>.<\/p>\n

\"composants<\/a><\/h3>\n

Exigences relatives \u00e0 la chambre d'essai d'une soufflerie.<\/h3>\n

C'est l'endroit o\u00f9 l'on place l'objet \u00e0 tester ou o\u00f9 l'on effectue des mesures sur le flux. Il est fondamental de reproduire autant que possible les conditions r\u00e9elles dans lesquelles l'objet \u00e0 tester fonctionne. \u00e9coulement parfaitement connu en termes de nombre de Reynolds<\/strong>La chambre d'essai est le point o\u00f9 l'\u00e9coulement est \u00e0 une vitesse plus \u00e9lev\u00e9e, c'est-\u00e0-dire la vitesse maximale de conception de la soufflerie. La chambre d'essai est le point o\u00f9 l'\u00e9coulement est \u00e0 une vitesse plus \u00e9lev\u00e9e, c'est-\u00e0-dire la vitesse maximale de conception de la soufflerie ; c'est aussi, bien s\u00fbr, le premier \u00e9l\u00e9ment con\u00e7u de la soufflerie et il doit \u00eatre suffisamment grand pour accueillir le mod\u00e8le que vous souhaitez essayer afin de ne pas rencontrer le probl\u00e8me du verrouillage.<\/strong>.<\/p>\n

L'impact de la taille de la chambre d'essai dans les essais en tunnel de vent.<\/h4>\n

Ce ph\u00e9nom\u00e8ne est en pratique l'effet des parois de la chambre d'essai sur les lignes d'\u00e9coulement et sur la vitesse du fluide \u00e0 proximit\u00e9 de l'objet \u00e0 tester. Dans toutes les souffleries, il y a un effet de blocage dans la ligne th\u00e9orique, car si l'organisme se trouve en train d'op\u00e9rer, par exemple dans l'atmosph\u00e8re, il se trouvera en train d'op\u00e9rer dans un environnement \"th\u00e9oriquement infini\" alors que dans la soufflerie il se trouvera toujours en train d'op\u00e9rer dans un environnement de quelques m\u00e8tres carr\u00e9s de section, donc, si le mod\u00e8le est \"en train d'op\u00e9rer\", il se trouvera en train d'op\u00e9rer dans un environnement \"th\u00e9oriquement infini\". suffisamment petite par rapport \u00e0 la taille de l'enceinte d'essai, vous pouvez r\u00e9duire cet effet ou en tout cas corriger les donn\u00e9es obtenues par des mod\u00e8les math\u00e9matiques.<\/strong>L'analyse des donn\u00e9es est r\u00e9alis\u00e9e \u00e0 l'aide d'un logiciel d'analyse des donn\u00e9es, sp\u00e9cialement calibr\u00e9 pour la g\u00e9om\u00e9trie particuli\u00e8re de la chambre. d'essai en question, impl\u00e9ment\u00e9 directement dans les processeurs qui traitent les donn\u00e9es provenant des capteurs situ\u00e9s dans le tunnel.<\/p>\n

Quels sont les principaux facteurs permettant de dimensionner correctement une chambre de soufflerie ?<\/h5>\n

Pour dimensionner l'enceinte d'essai, je dois partir des dimensions de l'enceinte d'essai. et de Reynolds que je dois cr\u00e9er.<\/strong>.<\/p>\n

A partir des dimensions des mod\u00e8les que je dois analyser, en tenant compte d'une distance ad\u00e9quate par rapport aux parois pour \u00e9viter le for\u00e7age dans le fluide, j'obtiens le diam\u00e8tre du section de test que je dois cr\u00e9er<\/strong>, and since \\(\\frac{L_{TS}}{D_{TS}}\\approx 2 \\)\u00a0 then I can easily obtain its length.<\/p>\n

\"Soufflerie<\/a><\/h3>\n

Estimation de la r\u00e9sistance \u00e0 la pouss\u00e9e dans les essais en soufflerie.<\/h4>\n

Important to know that the area of \u200b\u200bthe test section is not constant along its length but tends to increase; this is because the viscosity gives rise to an Couche limite \u00e9volutive<\/strong> (dans laquelle l'\u00e9paisseur augmente progressivement) donn\u00e9e par la v = 0 impos\u00e9e par les parois au courant.<\/p>\n

Le courant est comme s'il voyait la section transversale qui se r\u00e9duit progressivement et, dans le cas d'un tunnel subsonique, la section transversale est r\u00e9duite. augmentation de la vitesse<\/strong> pour la conservation du d\u00e9bit lorsque la pression statique est r\u00e9duite. La diminution de la pression entra\u00eene l'apparition d'une force de r\u00e9sistance.<\/p>\n

Pour le calculer, j'ai consid\u00e9rer une section moyenne et la multiplier par la pression afin de conna\u00eetre la force parasite<\/strong>.<\/p>\n\\N- (\\N- D\u00e9but{align}) \\frac{\\Delta p}{\\Delta x}A_{media}\\Delta x= F_{drag}\\end{align} \\)\n

o\u00f9<\/p>\n\\(\\begin{align} A_{media}=\\frac{A_{ent}+A_{ex}}{2}\\end{align} \\)\n

Cela correspond \u00e0 la la force de r\u00e9sistance (appel\u00e9e r\u00e9sistance de flottabilit\u00e9) due au gradient de pression<\/strong>.<\/p>\n

So in the wind tunnel design phase I have to consider this slight increase in section following an angle \u03b1 of about 1\/2 \u00b0.<\/p>\n

Dissipation de l'\u00e9nergie dans les souffleries \u00e0 circuit ferm\u00e9.<\/h5>\n

La vitesse v(x) est li\u00e9 aux pertes de charge selon la loi \\( \\Delta p_0\\propto v^2 \\)<\/strong> Il est donc n\u00e9cessaire que la vitesse diminue afin d'\u00e9viter des pertes de charge importantes (o\u00f9 \\( P_0 \\) signifie la valeur de la pression totale).<\/p>\n

Pour cette raison, un un \u00e9l\u00e9ment divergent est install\u00e9 \u00e0 la fin de la section d'essai pour ralentir le flux<\/strong>.<\/p>\n

\"Soufflerie<\/a><\/p>\n

Pourquoi une section divergente est-elle pr\u00e9sente dans une soufflerie \u00e0 circuit ferm\u00e9 ?<\/h3>\n

Il s'agit de l'\u00e9l\u00e9ment situ\u00e9 apr\u00e8s la chambre d'essai, qui s'imagine suivre le flux du tunnel. Il a plusieurs t\u00e2ches : la premi\u00e8re est de r\u00e9duire la vitesse en augmentant la section, la deuxi\u00e8me est de r\u00e9duire la vitesse en augmentant la section, la troisi\u00e8me est de r\u00e9duire la vitesse en augmentant la section. la deuxi\u00e8me fonction de l'\u00e9largissement de la section est purement fonctionnelle pour la jonction du conduit au convergent dans les tunnels en boucle ferm\u00e9e<\/strong>. Le ralentissement du fluide apr\u00e8s la chambre d'essai est fondamental car en positionnant le moteur, et donc le ventilateur ou l'h\u00e9lice, dans un point de basse vitesse, il est possible de installer un moteur moins puissant et donc moins co\u00fbteux et plus petit<\/strong>. Il y a un gradient de pression positif et donc d\u00e9favorable dans le divergent, puisque la pression \u00e0 la fin du divergent est sup\u00e9rieure \u00e0 la valeur de la pression au d\u00e9but. Cela conduit \u00e0 un l'\u00e9paississement de la couche limite et donc la possibilit\u00e9 d'un ph\u00e9nom\u00e8ne tr\u00e8s n\u00e9faste de s\u00e9paration de la couche limite.<\/strong>, this can be avoided with appropriate sucking devices of the boundary layer or blowing or with very small divergence angles (maximum 2 \u00b0 or 3rd). Another solution is that of les divergents rapides dans lesquels sont utilis\u00e9s des filets ou des cloisons interm\u00e9diaires, capables de provoquer un recollement de la couche limite sur la paroi divergente elle-m\u00eame.<\/strong>.<\/p>\n

Le bilan des pressions totales dans une soufflerie \u00e0 circuit ferm\u00e9.<\/h4>\n

Pour chaque composant, il est possible de d\u00e9terminer le bilan suivant afin de d\u00e9terminer les pertes de charge :<\/p>\n\\(\\N- d\u00e9but{align} P_{0_{en}}=P_{0_{ex}}+\\NDelta P_0\\n- fin{align} \\N- d\u00e9but{align} P_{0_{en}}=P_{0_{ex})\n

Where \\(P_{0_{en}}\\)\u00a0 is the pression totale<\/strong> at the entrance of the section considered, \u00a0is the total pressure at the exit of the section considered while the other term is the perte enregistr\u00e9e<\/strong> dans la section consid\u00e9r\u00e9e.<\/p>\n

Dimensionnement de la section divergente dans les souffleries : premi\u00e8re estimation.<\/h5>\n

Pour en revenir \u00e0 la description de la section divergente, la angle \u03b3 of the smaller walls<\/strong> plus les pertes sont faibles ; cependant, il faut tenir compte du fait qu'un un petit angle implique une tr\u00e8s grande longueur de section<\/strong>On recherche donc un compromis entre la longueur du divergent et l'angle d'inclinaison des parois.<\/p>\n

Pour les sections circulaires, l'angle est g\u00e9n\u00e9ralement between 3 and 5 \u00b0<\/strong>, for sections with flat diffusers \u03b3 <6 \u00b0.<\/p>\n

En g\u00e9n\u00e9ral, les le rapport entre la zone de sortie et la zone d'entr\u00e9e est de 4<\/strong>Par cons\u00e9quent, en r\u00e9glant l'angle d\u00e9sir\u00e9, la longueur divergente requise est facilement obtenue.<\/p>\n

L'efficacit\u00e9 d'un divergent oscille entre 70 et 80%<\/strong>.<\/p>\n

Les coins dans une soufflerie subsonique.<\/h3>\n

Ils sont utilis\u00e9s pour fabriquer le changement de direction du flux<\/strong>Ils sont constitu\u00e9s d'un conduit dont l'angle est convenablement arrondi et de divers profils d'aile dispos\u00e9s en rang\u00e9es qui ont pour t\u00e2che de faciliter la courbure du flux. Les courbes sont affect\u00e9es par le ph\u00e9nom\u00e8ne de s\u00e9paration<\/strong> de la couche limite en raison de leur forte courbure et du fait que le conduit de sortie a parfois une section plus grande que celle de l'entr\u00e9e et qu'il y a donc un gradient de pression d\u00e9favorable.<\/p>\n

La conception des angles dans les souffleries \u00e0 circuit ferm\u00e9.<\/h4>\n

Cependant, gr\u00e2ce au fait que que des tableaux de profils sont utilis\u00e9s<\/strong>Il est donc possible d'\u00e9viter ce ph\u00e9nom\u00e8ne g\u00eanant. Les courbes, de par leur nature, ont tendance \u00e0 introduire une vorticit\u00e9 axiale qui peut toutefois \u00eatre minimis\u00e9e gr\u00e2ce \u00e0 l'utilisation de dispositifs sp\u00e9ciaux et \u00e0 la conformation des courbes elles-m\u00eames.<\/p>\n

Ainsi, apr\u00e8s la section divergente, nous pouvons nous nous trouvons devant une section \u00e0 section constante ou imm\u00e9diatement un angle<\/strong>, which allows the rotation of the flow by 90 \u00b0, which if it has constant inlet and outlet sections has an efficiency of 80\/90%.<\/p>\n

Pour faciliter la courbure de l'\u00e9coulement, le coin est \u00e9quip\u00e9 de d\u00e9flecteurs\/ailes d\u00e9flectrices qui, dans les tunnels les moins chers, sont essentiellement constitu\u00e9s de feuilles pli\u00e9es et, dans les autres, de v\u00e9ritables profils d'ailes.<\/p>\n

Les l'utilisation de profils d'aile permet d'ins\u00e9rer des tuyaux pour le passage du liquide de refroidissement afin d'abaisser la temp\u00e9rature du courant par convection forc\u00e9e<\/strong>.<\/p>\n

Perte de pression sur les coins lors d'essais en soufflerie.<\/h5>\n

Cette strat\u00e9gie permet d'\u00e9viter d'avoir des tuyaux de refroidissement suppl\u00e9mentaires le long du tunnel, qui provoquent des interf\u00e9rences avec le fluide, augmentant ainsi les pertes de charge.<\/p>\n

Comme j'ai des vitesses \u00e9lev\u00e9es dans la premi\u00e8re partie, apr\u00e8s le premier virage, nous avons perdu plus d'un million d'euros. 50% des pertes totales dans les tunnels.<\/strong><\/p>\n

Les autres coins sont reli\u00e9s par des sections \u00e0 section constante ou divergente qui ont les m\u00eames caract\u00e9ristiques que la divergente d\u00e9crite ci-dessus.<\/p>\n

\u00c0 la sortie du quatri\u00e8me coin, l'\u00e9coulement se produit avec une vitesse minimale, des effets de vibration et la totalit\u00e9 de la couche limite accumul\u00e9e dans les autres sections.<\/p>\n

Pour les autres composants, ne manquez pas le prochaine le\u00e7on<\/a>!<\/strong><\/p>\n<\/div><\/section>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

L'analyse de la soufflerie \u00e0 circuit ferm\u00e9 : la technique exp\u00e9rimentale la plus avanc\u00e9e pour inspecter l'\u00e9coulement de l'air. La conception et le dimensionnement des souffleries expliqu\u00e9s.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":5891,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[33],"tags":[46,45,39,36],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5902"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5902"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5902\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5891"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5902"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5902"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.presticebdt.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5902"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}