Écoulement non stationnaire
Écoulement non stationnaire: la vitesse d’une particule de fluide change en fonction du temps et de sa position. Des écoulements non stationnaires se forment lors de processus de vidange, de processus de démarrage et de mise à l’arrêt des turbomachines ou en cas de vibrations de liquide et de phénomènes du coup de bélier.
Écoulement non stationnaire: appareils d'essai
affichez tous
fermez tout
Les processus d’écoulement non stationnaires sont pris en compte par exemple:
- lors du dimensionnement des réservoirs d’eau
- pour le dimensionnement des vidanges de fond des barrages
- sur le drain d’eau partant d’un lavabo en direction d’un conduit
- lors de la rencontre de deux fluides ayant des vitesses différentes
Détermination de la trajectoire du jet d'eau et du coefficient d’écoulement pour différents profils de sortie
Contenu didactique/essais
- étude de l’influence du niveau dans le réservoir sur la vitesse de l’écoulement
- application de l’équation de Bernoulli
- comparaison des vitesses de l’écoulement réelle et théorique
- étude de inserts pour la sortie avec de différents diamètres et contour d’entrée, détermination du coefficient de perte de charge
- étude de l’influence de la vitesse de l’écoulement et du coefficient de perte de charge sur la trajectoire du jet d’eau
….
Tracé de la trajectoire d'un jet d'eau avec différentes vitesses de sortie
Contenu didactique/essais
- équation de Torricelli
- déterminer l’évolution dans le temps du niveau
- déterminer les durées d’évacuation
- déterminer la trajectoire du jet d’eau en fonction de
- différentes vitesses de sortie
….
Détermination des pertes de charge et du coefficient d'écoulement pour différents profils de sortie
Contenu didactique/essais
- équation de Torricelli
- déterminer l’évolution dans le temps du niveau
- déterminer les durées d’évacuation
- études au niveau du jet de sortie (diamètre, vitesse)
- détermination du débit à différentes hauteurs d’écoulement
….
Tourbillonnements libres et forcés; des dispositifs palpeur enregistrent les profils de surface
Contenu didactique/essais
- visualisation de différents types de tourbillons
- étude de tourbillons libres et forcés
- représentation des profils de surface
- comparaison entre les profils mesurés et calculés
- détermination de la vitesse de rotation
….
Démonstration de la fonction d'un bassin de retenue des eaux de pluie et d'un lac artificiel
Contenu didactique/essais
- présentation de processus d’écoulement non stationnaires dans deux bassins de retenue des eaux de pluie placés l’un derrière l’autre
- présentation des processus d’écoulement non stationnaires sur deux réservoirs placés l’un derrière l’autre
- enregistrement des oscillations du niveau de l’eau dans la cheminée d’équilibre après un coup de bélier
- enregistrement et représentation des variations des niveaux d’eau
Les coups de bélier sont générés par la force d’inertie du fluide en mouvement, suite à des variations brusques de la vitesse, par ex. à la fermeture rapide d’une soupape. On fait la différence entre les variations rapides de la pression qui se propagent à la vitesse du son (coups de bélier) et les variations lentes de la pression causées par des oscillations de masse.
Cause et effet des coups de bélier
Contenu didactique/essais
- présentation du phénomène de cause à effet des coups de bélier
- principe du bélier hydraulique
- fonction d’un réservoir d’air
- conséquences du volume d’air contenu dans le réservoir d’air et de la vitesse d’écoulement pour le refoulement
- détermination de l’efficacité
….
Rapport entre les coups de bélier et le temps de fermeture de la soupape; calcul de la vitesse de propagation des ondes dans l'eau
Contenu didactique/essais
- rapport entre les coups de bélier et le débit
- rapport entre les coups de bélier et le temps de fermeture de la soupape
- représentation de l’évolution de pression
- détermination du temps de réflexion
- calcul de la vitesse de propagation des ondes dans l’eau
Analyse de la formation, des effets et du fonctionnement
Contenu didactique/essais
- compréhension des processus d’écoulement non stationnaires dans les tuyauteries par les essais
- présentation des coups de bélier dans les tuyauteries
- détermination de la vitesse de propagation des ondes dans l’eau
- compréhension du fonctionnement d’une cheminée d’équilibre
- fréquence propre de la cheminée d’équilibre
