ecoulement dans un tube vertical

[verdifre]

Bonjour,
quelqu'un pourrait il me renseigner sur les ecoulements dans un tube vertical.
si on à un tube de fort diametre par rapport au débit, il me semble que le liquide à tendance à se "coller" aux parois pour descendre. Comment peut on quantifier cela ? Il doit vraisemblablement y avoir plusieurs modes d'ecoulement en fonction du debit, comment peut on prevoir le passage d'un mode à un autre ? Comment connaitre le profil de vitesse sur la paroi
Je pressent bien qu'il doit y avoir une relation avec la couche limite, le nombre de reynolds, la viscosité et autres parametres.
Si vous aviez une reference de doc ou de cours sur cet aspect des ecoulements cela me serait utile
cordialement
Fred
-----

[velosiraptor]

Salut.
Avez vous essayé le "Hydrodynamique physique, nouvelle édition" d'Etienne Guyon, Jean-Pierre Hulin, et Luc Petit ?
Il y a peut-être bien des éléments de réponses dedans.

[Jaunin]

Bonjour, Verdifre,
Ci-joint un document assez complet, mais je n'ai encore rien trouvé de spécifique sur l'écoulement vertical.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.scribd.com/doc/68482739/A...ue-des-fluides

[sitalgo]

B'jour,

Il n'y a aucune différence du fait que la canalisation soit horizontale ou verticale. La répartition des vitesses est la même. Le débit se calcule de la même façon.
Tout ces paramètres sont inclus dans le calcul des pertes de charge (Reynolds et notamment lambda).

[A voir en vidéo sur Futura]

[verdifre]

Bonjour,

Il n'y a aucune différence du fait que la canalisation soit horizontale ou verticale. La répartition des vitesses est la même. Le débit se calcule de la même façon.
Tout ces paramètres sont inclus dans le calcul des pertes de charge (Reynolds et notamment lambda).

j'ai mal du expliquer mon probleme, je parle de débits faibles par rapport au diametre du tuyau. (du type eau de pluie dans une conduite d'évacuation) dans ce cas j'observe que l'eau se "colle" sur les parois du tube et se déplace finalement à une vitesse plus faible que la chute libre. Je suis persuadé (mais je n'ai pas observé) qu'il existe une epaisseur limite à ce film d'eau collé sur le tube (je pense que cela doit être en rapport trés etroit avec la couche limite). Je crois que selon le debit on doit passer par plusieurs mode d'ecoulement différents allant d'un filet d'eau sur la parois jusqu'au tuyau plein eventuellement sous pression. Dans le dernier cas, je sais a peu prés calculer (ou du moins trouver l'information) alors que dans le cas de débits trés faibles en regard du diametre du tuyau vertical je ne trouve pas grand chose.
Tout ceci c'est pour avoir une idée des echanges thermiques se produisant entre l'eau et la paroi d'un tel tuyau
fred

[sitalgo]

En gros tu voudrais déterminer la surface mouillée en fonction du débit avec un temps de parcours.
Trop fort pour moi.

[verdifre]

ben oui, je me doute bien que cela ne doit pas être simple
fred

[velosiraptor]

En fait, en (très) gros c'est comme une canalisation ouverte mais verticale ?
Le remplissage de la canalisation est partiel et évidemment, le profil de vitesse est très complexe (chaotique ?).
Y a t-il moyen de partir d'un écoulement horizontal en canalisation ouverte et de faire varier l'angle d'inclinaison ?
Mais, oui, je suis persuadé aussi qu'il y a de la couche limite, de la tension superficielle et sûrement des équations ... )
Par contre, tu t'intéresses à l'ensemble de l'écoulement, ou à la couche présente sur la face interne de la canalisation ?

[Jaunin]

Bonjour, Verdifre,
C'est juste de l'ecoulement libre d'un fluide le long d'une paroi, dans ce cas verticale.
Je rejoins, Velosiraptor, que je salue.
Peut être quelques idées ci joint.
Cordialement.
Jaunin__

http://www.u-picardie.fr/beauchamp/cours.qge/du-5.htm

http://www.agroparistech.fr/coursenl.../degoutte1.pdf

https://docs.google.com/viewer?a=v&q...a9BZh2LU-cks9w

[verdifre]

bonjour,
merci pour toutes ces réponses,

En fait, en (très) gros c'est comme une canalisation ouverte mais verticale ?
Le remplissage de la canalisation est partiel et évidemment, le profil de vitesse est très complexe (chaotique ?).
Y a t-il moyen de partir d'un écoulement horizontal en canalisation ouverte et de faire varier l'angle d'inclinaison ?
Mais, oui, je suis persuadé aussi qu'il y a de la couche limite, de la tension superficielle et sûrement des équations ... )
Par contre, tu t'intéresses à l'ensemble de l'écoulement, ou à la couche présente sur la face interne de la canalisation ?

si tu observes ton siphon de douche quand tu prends une douche, sauf si il est bouché, le niveau deans est en permanence trés inferieur à celui de la grille, ce qui m'interesse est ce qui se passe entre le niveau de la grille et le niveau de l'eau dans le bas du siphon. l'eau chaude a ce niveau ruisselle sur le pourtour du tube. J'aimerai juste pouvoir estimer la quantité de chaleur recupérable a ce niveau. La surface d'échange est "importante" et il me semble qu'a ce niveau la recuperation de calories pourrait être efficace.
bref c'est juste pour estimer si ce serait rentable de faire passer l'alimentation en eau froide du mitigeur de la douche par un echangeur à contre courant dont le tube interieur serait constitué par la liaison entre la bonde et le siphon (que je peux rallonger un peu) et dans le tube exterieur concentrique je ferais passer l'eau froide en arrivée sur le mitigeur. Avec les gamins, les sportifs et les pin up j'en arrive à 6 ou 7 douches par jour et avoir un peu d'eau chaude, sans mettre trop la main au porte feuille , pour ma douche ne me deplairait pas.
fred

[sitalgo]

Je ne m'attendais pas à celle-là. A mon avis, ça ne va pas récupérer grand-chose, la surface est déjà pas terrible et le temps d'échange est très court.
Mieux vaut faire un bac échangeur après le siphon avec un serpentin pour l'eau froide.
Bac à nettoyer de temps en temps puisqu'il y aura sédimentation avec la perte de vitesse.

[verdifre]

bonjour,
la, l'interet c'est qu'il n'y a aucun entretien suplémentaire a faire, pas de serpentin ni de bacs douteux ou il faut aller mettre les mains.
je compte quand même sur une surface d'echange en cuivre de 1mm d'epaisseur de 100 cm² avec un delta T de l'ordre de 30° et des débits faibles de l'ordre de 0,1 l/s pour le coté froid et de l'ordre de 0.2l/s pour le coté chaud. Avec tout cela je souhaiterai gagner 2 à 3 ° (plus si possible) sur l'arrivée d'eau froide. Rien de revolutionnaire ni de trés ambitieux, juste que le tuyau d'eau froide qui passe par la avant d'arriver sur le mitigeur gagne quelques degrés au passage
Pour dire les choses autrement, ma source chaude, l'eau de la douche à une puissance thermique recuperable de 20 kw et j'ambitionne de recuperer 1 a 2 kW
(en plus j'ai bsoin de réviser un peu tout ce qui est echangeurs alors cela me fait un cas "concret" à étudier)
cordialement
fred

[chwebij]

bonjour

le problème est vraiment complexe et je sais qu'il est encore sujet à l'étude académique, ex:
https://www.imft.fr/Ecoulements-de-films-liquides

si vous avez accès à de la bibliographie scientifique, ça peut être un début de recherche (du type mot clés: " liquid-gas vertical pipe flow")

http://scholar.google.fr/scholar?hl=..._ylo=&as_vis=0

[verdifre]

Bonjour,
c'est finalement un mini systeme comme celui ci que j'envisage
http://www.solenove-energie.fr/power...e-et-solutions
à la difference que plutot que de traiter les eaux grises globalement, j'envisage de les prendre à l'endroit ou elles sont le plus chaudes et ou je suis sur d'avoir simultaneement une consommation.
fred