Echanges convectifs dans un système rotor-stator discoïde: Influence d’une ouverture au centre du stator (original) (raw)
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-Le travail proposé porte sur l'étude expérimentale des transferts de chaleur par convection dans l'entrefer non confiné d'un système rotor stator de technologie discoïde. Plus particulièrement, le rotor est ici refroidi à l'aide de l'impact d'un jet d'air en son centre. Les nombres de Nusselt sont déterminés de manière locale sur la surface entière du disque en rotation grâce à l'utilisation de la thermographie infrarouge. Une première campagne d'essais a permis de mettre en évidence des zones où les influences de la rotation et du jet sont prépondérantes pour le refroidissement du rotor. Cette communication sera essentiellement focalisée sur l'étude de l'influence du diamètre du jet sur le refroidissement du rotor et la détermination de corrélations reliant le nombre de Nusselt aux nombres de Reynolds relatifs à la rotation ou au jet. Nomenclature D Diamètre du jet, m e Espace entre rotor et stator, m F Facteur de forme r Rayon, m R Rayon extérieur, m T(r,x) Température, K V Vitesse, m.s-1 x Position axiale, m Symboles Grecs r Emissivité du rotor s Emissivité du stator Conductivité thermique, W.m-1 .K-1 Viscosité cinématique, m 2 .s-1 Vitesse de rotation, rad.s-1 Indices et exposants jm Jet/Mixte r Radial zir Zircone Nombres sans dimension G Espacement adimensionné, = e / R Nu r Nombre de Nusselt local Re Nombre de Reynolds rotationnel, = R 2 / air Re j Nombre de Reynolds relatif au jet, = V j D / air
2007
-Le travail proposé porte sur l'étude expérimentale des transferts de chaleur par convection dans l'entrefer non-confiné d'un système rotor-stator de technologie discoïde. Le rotor est refroidi à l'aide de l'impact d'un jet d'air en son centre. Les nombres de Nusselt locaux sont déterminés sur la surface entière du disque en rotation par thermographie infrarouge et des visualisations d'écoulement dans l'entrefer sont effectuées grâce à une nappe laser et une caméra CCD. Les transferts de chaleur identifiés sont alors mis en corrélation avec les écoulements observés et les données bibliographiques disponibles. Nomenclature R Rayon extérieur , m R 1 Rayon intérieur , m r Rayon, m x Position axiale, m D Diamètre de l'ouverture au stator, m e Espacement entre les deux disques, m h Coefficient d'échange convectif, W.
Écoulement turbulent dans une cavité rotor-stator fermée de grand rapport d'aspect
Comptes Rendus Mécanique, 2005
Cet article propose une étude expérimentale et numérique d’écoulement turbulent dans une cavité annulaire fermée de type rotor–stator. Les résultats issus d’une simulation numérique directe sont comparés à des mesures de vitesses par anémométrie laser Doppler pour un écoulement turbulent à nombre de Reynolds Re=95000, dans une cavité de grand rapport d’aspect G=18,32. Un bon accord entre les deux approches a été obtenu pour les champs moyen et turbulent.
Lois analytiques pour les écoulements en cavité rotor-stator
Mécanique & Industries, 2008
Cette étude concerne les écoulements de type rotor–stator à couches limites séparées soumis à un flux axial. Suivant l’analyse faite par Schlichting (1979) dans le cas d’un disque tournant de rayon infini, on détermine des lois analytiques simples permettant de prévoir le coefficient d’entraınement K du fluide à partir des paramètres de controle (taux de rotation, flux, espace interdisque, taux de prérotation) pour divers régimes d’écoulement (laminaire ou turbulent) et différentes configurations (géométrie, rotor lisse, rugueux ou aileté). Cette approche analytique est validée par d’extensives mesures de vitesse et de pression.
2007
On étudie les écoulements non isothermes confinés entre un disque tournant (rotor) et un disque fixe (stator) par simulation numérique directe (DNS) dans le cas d’un écoulement de transition et par modélisation de la turbulence (Reynolds Stress Model noté RSM) pour des forts nombres de Reynolds. Sous l’approximation de Boussinesq, les résultats de la DNS montrent que les effets de variation de densité sont faibles. Les prévisions du modèle RSM sont ensuite comparées à des données disponibles dans la littérature et étendus pour une large gamme de nombre de Prandtl en conservant la densité constante.
International Journal of Heat and Mass Transfer, 1998
On pr6sente les r6sultats exp6rimentaux de transferts de chaleur en espace annulaire avec ou sans 6coulement axial, entre un cylindre int6rieur tournant chauff6 et un cylindre ext6rieur fixe refroidi. Deux configurations g6om6triques sont analys6es : les surfaces des cylindres sont toutes les deux lisses, ou la paroi mobile est lisse et l'autre est rainur6e axialement. Les r6sultats en 6coulement de rotation sans d6bit axial t6moignent de l'int6r~t de la pr6sence des rainures et d'un transfert accru ~t mesure que la vitesse augmente. En pr6sence d'un d6bit axial d'air, nos investigations men6es en r6gime turbulent montrent que la situation d'entrefer lisse est plus favorable aux transferts convectifs ~ la paroi du rotor.
Structuration de la solution stationnaire des écoulements interdisques en configuration rotor-stator
Comptes Rendus De L Academie Des Sciences Serie Ii Fascicule B-mecanique Physique Astronomie, 1999
On étudie les écoulements stationnaires par simulation numérique. Les états stationnaires sont calculés avec une méthode de Newton par adaptation d'un code temporel pseudo-spectral. On met en évidence la zone de validité de la solution de similitude près de l'axe, la zone de recirculation près de l'enveloppe et entre les deux, une région de pseudo-similitude où les profils de vitesse sont homothétiques.Steady axisymmetric flows in disk systems are investigated numerically. Steady states are calculated by adapting a temporal pseudo-spectral code in order to carry out Newton's method. A self-similar solution is shown to exist surrounding the axis, with a recirculating zone near the end-wall. Between these two zones is a pseudo-similar region where velocity profiles collapse according to a dilatation law which is a function of the aspect ratio.