Tp Soufflerie

Manon WAYERE  Yan  Yan ARROS Driss BENMOUFFOK  Fernanda CANO

Tp de mécanique des fuides. Souerie aerodynamique.

Introduction Au cours de ce TP, nous allons éudier les ineracions !ui e"isen enre un écoule#en $uide e un o%sacle en #o%ilisan nos connaissances en #écani!ue des $uides & le 'éor(#e 'éor(#e de Bernoulli, la 'éorie des écoule#ens )oeniels e la couc'e li#ie* Pour cela, nous allons anal+ser le cas dun écoule#en dair auour dun c+lindre de secion circulaire don la"e es )er)endiculaire - lécoule#en* Nous c'erc'erons - calculer e")éri#enale#en la .orce de ra/née e"ercée )ar le $uide sur le c+lindre - laide de deu" #ani(res #ani(res di0érenes & 1 Par la #esure de la ré)ariion de )ression sur le c+lindre 2 1 Par la #esure du )ro3l rans4ersal de 4iesse dans le silla5e du c+lindre*

Matériel et méthode Nous a4ons - nore dis)osiion une sou6erie aérod+na#i!ue consiuée dun 4enilaeur !ui as)ire lair - ra4ers un 3lre sui4i dun di4er5en e dun con4er5en con4er5en !ui )réc(den )réc(den la 4eine de")érience, dun #ano#(re inclina%le, dun u%e de Pio ainsi !ue de deu" c+lindres de lon5ueur 7 8 9: ## e de dia#(res res)eci.s D 8 ;: ## e D 8 9<##* Nore dis)osii. )er#e de #esurer deu" )ara#(res & 1 7a )ression & une )rise de )ression es siuée sur la 5énérarice du c+lindre #oné #oné dans dans la sou6 sou6eri erie e e es es reliée eliée - un #ano# #ano#(r (re* e* Nous Nous )ou4o )ou4ons ns .air .aire e )i4oer le c+lindre auour de son a"e dun an5le = co#)ris enre >? e ;@>?* 1 7a 4iesse & cee 4iesse se #esure sur une 4ericale en a4al du c+lindre 5rce - un u%e de Pio !ui )er#e de #esurer la )ression darr PA au ni4eau du u%e de Pio ainsi !ue la )ression sai!ue PS au ni4eau de la )aroi* Ces )rises de )ression son reliées - un #ano#(re* Remarque  & Pour la lecure de nos #esures, nous dis)osons dun #ano#(re

inclina%le consiué de u%es )arielle#en re#)lis d'uile* 7e")ression de la di..érence de la 'aueur #ano#éri!ue de4ien alors &  8 cos G H 7U

Manipulations et interprétations Dans un )re#ier e#)s, nous ra4aillons a4ec une 4iesse Uin. 3"ée - :: #*s1; )our un dia#(re de c+lindre D89<##* 7a )ression Pin. corres)ond - la

Manon WAYERE  Yan ARROS Driss BENMOUFFOK  Fernanda CANO )ression a#os)'éri!ue, soi Pin.8 ;>;:9I Pa* Nous ra4aillons a4ec un an5le G8 >? )our le #ano#(re inclina%le* On calcul donc la 4aleur du no#%re de Re+nolds e on o%ien & Re 8 ;>9, J<* Nous ra4aillons donc %ien en ré5i#e la#inaire* On calcule ensuie les di0érenes 4aleurs de la )ression en .oncion de lan5le de roaion du c+lindre ce !ui nous )er#e do%enir les 4aleurs du coecien adi#ensionnel de )ression locale 'éori!ue* T'éori!ue#en, nous o%enons les 4aleurs sui4anes &

Coe..icien de ra/née en .oncion de sinL ;*I ; >*I

1;*I

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1>*I 1; 1;*I 19 19*I 1: 1:*I

Pour le calcul e")éri#enal du coecien adi#ensionnel de )ression locale, nous o%enons les 4aleurs sui4anes &

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C) en .oncion de sinL :

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l es cerain !ue nos 4aleurs ne son )as correces e !ue nous ne de4rions )as rou4er cela* Nous de4rions rou4er une cour%e si#ilaire - la 'éori!ue* Pour les calculs du coecien de ra/née, nous de4ons co##encer )ar calculer la .orce de ra/née en .oncion de la ré)ariion de )ression, )uis calculer le coecien de ra/née* Nous o%enons Fd) 8 9@;,9J e un coecien de ra/née Cd8 J>,;J* Nous raons ensuie le )ro3l de 4iesse de lécoule#en du $uide &

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Qlo%ale#en, nous o%ser4ons un )ro3l de 4iesse si#ilaire - celui es)éré, a4ec noa##en une di#inuion de la 4iesse au ni4eau de lo%sacle* Ceci es ou - .ai nor#al car lo%sacle raleni la circulaion de lair*

Exploitation ? comment aire ? est -ce que prol!me de calcul ? Tracer le pro"l de #itesse et le commenter $alcul du coe de trainée % partir du pro"l de #itesse $onclusion 7a .orce de ra/née corres)ond - la .orce de résisance de lo%e lécoule#en, elle es ouours dans la direcion o))osée au #ou4e#en* Cee .orce dé)end de di4ers .aceurs els !ue la .or#e, la lon5ueur, les sur.aces de conac, ainsi !ue la 4iscosié du $uide e le no#%re de Re+nolds, la )ression e la densié* Modi3er la .or#e de lo%e !ui so))ose - lécoule#en )er#e de di#inuer la .orce de ra/née 2 ces )arce e"e#)le ce sur !uoi sa))uien les conce)eurs auo#o%iles )our ada)er le )ro3l aérod+na#i!ue des 4oiures*