JoVE Science Education

Mechanical Engineering

Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu.

live

Speed

×

MEDIA_ELEMENT_ERROR: Format error

Conservation de la masse et mesures de débit

Vue d'ensemble

Source : Ricardo Mejia-Alvarez et Hussam Hikmat Jabbar, département de génie mécanique, Michigan State University, East Lansing, MI

Le but de cette expérience est de démontrer l’étalonnage d’un passage de flux, comme un débitmètre à l’aide d’une formulation de volume (CV) de contrôle [1, 2]. L’analyse de CV se concentre sur l’effet macroscopique du courant sur l’ingénierie des systèmes, plutôt que la description détaillée qui pourrait être obtenue avec une analyse détaillée du différentielle. Ces deux techniques doivent envisager des approches complémentaires, comme l’analyse de CV donnera à l’ingénieur une base initiale sur quelle voie poursuivre lors de la conception d’un système d’écoulement. Grosso modo, une analyse de CV donnera l’ingénieur une idée de l’échange de masse dominante dans un système et devrait idéalement être la première étape à prendre avant de poursuivre toute conception détaillée ou analyse par formulation différentielle.

Le principe derrière l’élaboration de CV pour la conservation de la masse est de remplacer les détails d’un système de flux par un volume simplifié enfermé dans ce qu’on appelle la surface de contrôle (CS). Ce concept est imaginaire et peut être définis librement pour habilement simplifier l’analyse. Par exemple, le CS devrait « cut » des orifices d’entrée et de sortie dans une direction perpendiculaire à la vitesse de la dominante. Ensuite, l’analyse consisterait à trouver l’équilibre entre le flux net de masse par le CS et le taux de variation de la masse à l’intérieur du CV. Cette technique sera démontrée avec l’étalonnage d’une contraction lisse comme un débitmètre.

Procédure

1. réglage de l’installation

  1. Assurez-vous qu’il n’y a pas de débit dans l’installation.
  2. Vérifiez que le système d’acquisition de données suit le schéma de la Figure 1 b.
  3. Connectez le port positif du transducteur de pression #1 (pour référence, voir Figure 1 b ) sur le tube de Pitot traversant ().
  4. Connectez le port négatif de ce même capteur de pression de la sonde statique

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Résultats

Pour une donnée de la restriction du débit à l’évacuation du ventilateur, la Figure 3 a montre les mesures de pression dynamique () à différents endroits radiales à l’intérieur de la conduite après avoir traversé avec le tube de Pitot. Ces valeurs ont été utilisées pour déterminer la vitesse locale dans ces endroits radiales, et les résultats sont illustrés dans la Figu...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Applications et Résumé

Nous avons démontré l’application de l’analyse du volume de contrôle de la conservation de la masse pour calibrer un passage de flux comme un débitmètre. À cette fin, nous avons démontré l’utilisation d’un système Pitot-statique pour déterminer le débit à travers le passage de flux grâce à l’intégration sur le profil de vitesse. Ensuite, la notion de coefficient de débit a été constituée pour tenir compte de l’effet de la croissance de la couche limite près des murs du passage du flux. Bas...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References

  1. White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
  2. Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5th ed., Wiley, 2006.
  3. Chapra, S.C. and R.P. Canale. Numerical methods for engineers. Vol. 2. New York: McGraw-Hill, 1998.
  4. Buckingham, E. Note on contraction coefficients of jets of gas. Journal of Research, 6:765-775, 1931.
  5. Lienhard V, J.H. and J.H. Lienhard IV. Velocity coefficients for free jets from sharp-edged orifices. ASME Journal of Fluids Engineering, 106:13-17, 1984.

Nous utilisons des cookies afin d'améliorer votre expérience sur notre site web.

En continuant à utiliser notre site ou en cliquant sur le bouton ''continuer'', vous acceptez l'utilisation de cookies.