Champ de vitesse dans un échangeur à vortex en régime turbulent

Stéphane Petitot; Abdel Lyazid; René Devienne

doi:10.1016/S1631-0721(02)01494-8

Champ de vitesse dans un échangeur à vortex en régime turbulent

Stéphane Petitot ¹ ; Abdel Lyazid ¹ ; René Devienne ²

¹ Fluides réels en situation industrielle, UMR 7507, Institut de mécanique des fluides, 2, rue Boussingault, 67000 Strasbourg, France
² Laboratoire d'energétique et de mécanique théorique et appliquée, UMR 7563, ENSEM, 2, avenue de la forêt de Haye, BP 160-54504 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 8, pp. 593-599.

Résumé
Abstract

L'étude du champ de vitesse dans une cellule d'échangeur à vortex dans des conditions isothermes et dans le cas où le régime d'entrée est turbulent, est menée à la fois sur un plan expérimental et numérique. Les mesures mettent en évidence l'existence d'un puissant écoulement principal à vortex couplé à un écoulement secondaire s'étendant sur la totalité du rayon de l'échangeur et augmentant ainsi le taux de mélange du fluide à traiter.

Le modèle k–ε utilisé, qui donne des résultats proches de ceux expérimentaux, doit cependant être amélioré afin de mieux modéliser l'écoulement notamment proche du cœur du vortex.

We consider the isothermal flow through a cylindrical flat chamber, a model of some particular heat exchanger, for which LDV measurements and a numerical simulation have been performed. Experimental results show the establishment of an important vortex zone, the secondary flow extending all along the chamber radius. This observation leads to an expected significant increase of the fluid mixing. Results issued from the numerical simulation appear to be in close agreement with experimental data. Nevertheless, the k–ε model used here must be improved to obtain a better approach near the vortex centre.

Reçu le : 2001-11-21
Révisé le : 2002-06-03
Publié le : 2002-01-01

DOI : 10.1016/S1631-0721(02)01494-8

Mots-clés : mécanique des fluides, echangeur, vortex, anémométrie laser, turbulence, écoulement secondaire, simulation
Keywords: fluid mechanics, exchanger, vortex, Laser Doppler velocimetry, turbulence, secondary flow, simulation

Affiliations des auteurs :

Stéphane Petitot ¹ ; Abdel Lyazid ¹ ; René Devienne ²

¹ Fluides réels en situation industrielle, UMR 7507, Institut de mécanique des fluides, 2, rue Boussingault, 67000 Strasbourg, France
² Laboratoire d'energétique et de mécanique théorique et appliquée, UMR 7563, ENSEM, 2, avenue de la forêt de Haye, BP 160-54504 Vandoeuvre-lès-Nancy, France

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Stéphane Petitot; Abdel Lyazid; René Devienne. Champ de vitesse dans un échangeur à vortex en régime turbulent. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 8, pp. 593-599. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01494-8. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01494-8/

Bibliographie
Cité par

[1] S. Petitot; A. Lyazid; R. Devienne Champ de vitesse dans une cellule d'échangeur à vortex : 1. Régime d'entrée laminaire, C. R. Acad. Sci. Paris, Série IIb, Volume 329 (2001) no. 7, pp. 503-508

[2] R.M.C. So; G.L. Mellor Experiment on convex curvature effects in turbulent boudary layers, J. Fluid Mech., Volume 60 (1973) no. 1, pp. 43-62

[3] V.C. Patel; F. Sotiropoulos Longitudinal curvature effects in turbulent boudary layers, Prog. Aerospace Sci., Volume 33 (1997), pp. 1-70

[4] M. Naimi; F.B. Gessner A calculation method for developing turbulent flow in rectangular ducts of arbitrary aspect ratio, J. Fluids Engrg., Volume 117 (1995), pp. 249-258

[5] R.D. Moser; P. Moin The effects of curvature in wall-bounded turbulent flows, J. Fluid Mech., Volume 175 (1987), pp. 479-510

[6] R.S. Barlow; J.P. Johnston Structure of a turbulent boundary layer on a concave surface, J. Fluid Mech., Volume 191 (1988), pp. 137-176

Cité par Sources :

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