Mécanique des fluides - Fonctionnement de tuyères

Thèmes abordés

Sciences - Ingénierie - Industrie, Mécanique des fluides, fonctionnement de tuyères, débit théorique, écoulement unidimensionnel, valeurs théoriques, rapports de pressions, tables d'écoulement isentropique, écoulement subsonique, écoulement supersonique

Résumé du document

Le but de ce TP est d'étudier l'écoulement unidimensionnel de fluide parfait compressible et de mettre en évidence des différents cas de fonctionnement des tuyères et de différents phénomènes.
Nous avons déterminé les valeurs théoriques des rapports de pressions aux différentes abscisses x des tuyères en utilisant les tables d'écoulement isentropique. Autrement dit, ce sont les valeurs théoriques dans le convergent ou dans le divergent des deux tuyères pour un écoulement subsonique et supersonique. On peut remarquer que les valeurs sont identiques dans le convergent d'une même tuyère lorsque l'écoulement dans le divergent est subsonique ou supersonique.

Extraits

[...] On remarque enfin la concordance entre la valeur expérimentale du débit avec sa valeur théorique. À partir de ces résultats, il est possible de déterminer le point de départ de l'onde de choc. Tuyère A Débit nul Corrections Essai1 Essai2 Essai3 Essai4 Essai5 Essai6 Ti (Kelvin) T0(Kelvin) Pi P - P - Pressions relatives P - relevées P - (KN/m²) P - P P P -10 P0 (aval) 790 - Pi P P P Pressions absolues P corrigées (KN/m²) P P P P P0 (aval) P1/Pi P2/Pi P3/Pi Rapport de pression P4/Pi P/Pi P5/Pi P6/Pi P7/Pi P8/Pi P0/Pi débit expérimental débit théorique Courbes d'évolution des pressions Courbes de débit en fonction du rapport de compression Tuyère B Débit nul corrections essai1 essai2 essai3 essai4 essai5 essai6 Ti (Kelvin) T0(Kelvin) Pi P P - Pressions relatives P - relevées P - (KN/m²) P - P0 (aval) Pi Pressions absolues P corrigées (KN/m²) P P P P P0 (aval) P1/Pi Rapport de pression P2/Pi P/Pi P3/Pi P4/Pi P5/Pi P0/Pi débit expérimental débit théorique Courbes d'évolution des pressions Courbes de débit en fonction du rapport de compression Conclusion Ce TP nous a permis d'analyser et de comprendre le fonctionnement d'une tuyère avec un fluide compressible. [...]

[...] Selon les résultats de nos expériences, la tuyère A se rapproche du fonctionnement théorique 6 lorsque la pression extérieure est de 150 bars et du fonctionnement théorique 2 lorsque la pression est de 650 bars. Quant à la tuyère elle se rapproche du fonctionnement théorique 6 pour une pression de 150 bars puis du fonctionnement théorique 2 pour une pression de 500 bars. Le débit de la tuyère A est plus important que celui de la tuyère B mais décroît de manière plus rapide. [...]

[...] Dans ce cas, le débit est donné par la relation : Pour et Comme pour les 2 tuyères, nous avons De plus, r = 287 en S.I. et γ = 1,405 pour l'air. Donc Les débits théoriques ont été calculés dans les tables Excel. Étude expérimentale L'étude expérimentale consiste à effectuer sur les tuyères A et et à partir de différentes valeurs de pression de sortie (Pext), des relevés : Des différentes prises de pression Du débit Durant cette expérimentation, nous avons pu observer les différents cas de fonctionnements des tuyères A et B. [...]

[...] On peut remarquer que les valeurs sont identiques dans le convergent d'une même tuyère lorsque l'écoulement dans le divergent est subsonique ou supersonique. Tuyère A Tableau théorique pour les fonctionnements isentropiques avec Col critique N° Prise Position A/Ac P/Pi P/Pi Convergent Divergent Divergent Subsonique Divergent Supersonique Divergent subsonique Divergent supersonique Tuyère B Tableau théorique pour les fonctionnements isentropiques avec Col critique N° Prise Position A/Ac P/Pi P/Pi Convergent Divergent Divergent subsonique Divergent supersonique Divergent subsonique Divergent supersonique Calcul du débit théorique À partir du moment où le régime critique est atteint au col, le débit ne varie plus (même si on continue à diminuer le rapport de compression Pext/Pi). [...]