Ecoulement de l'air entre deux plaques

[invite7cde9681]

Bonjour,

Je suis actuellement en stage et je m'intéresse à l'écoulement entre deux plaques de hauteur 22,7 cm, distantes de 0,38cm. Les deux plaques sont longues de 22,6 cm (dans la direction de l'écoulement). Mon objectif est de savoir si j'applique un flux de vitesse connue à l'entrée (1,15 m/s) quel sera l'état stationnaire ?
J'ai fait un premier calcul en régime laminaire, dans le cas d'une seule plaque plane, un tel flux générerait une couche limite d'épaisseur 8,5mm en x=22,6cm.
Mais je n'arrive pas bien à me représenter/à calculer ce qu'il se passe si j'oblige le flux à passer entre deux de ces plaques distante de 0,38cm ?
Merci pour vos réponses,

Benoît
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[Yoghourt]

Salut Benoit,
L'état stationnaire dépendra de la configuration et des conditions aux limites.

- Tu indiques que le fluide est un gaz (l'air).
- Les dimensions caractéristiques des plaques sont données.
- Est-ce que les plaques sont horizontales? Verticales?
- Est-ce que le fluide est à la même température que les plaques?
- La vitesse que tu indiques est faible. S'il y a des différences de température dans ton système, il y aura de la convection naturelle en plus de la convection forcée.

A partir de là, tu seras en mesure de déterminer si tu es en écoulement laminaire, mixte, ou turbulent.

Cdlt,
Yoghourt

[invite7cde9681]

Salut Yoghourt et merci pour ta réponse,

Je t'ai inséré un schéma pour que tu visualises un peu mieux. Le problème total est en fait une série de 40 cellules de batteries que je souhaite réfrigérer. Je sais que chacune d'elle dissipe 2,2W en chaleur, et qu'elles sont distantes de 0,38 cm. Chaque cellule fait 22,7cm (hauteur) * 22,6cm (longueur) * 1cm (épaisseur). J'ai calculé qu'un débit d'air de 1,15m/s à 43° - et passant entre chacune des cellules - était suffisant pour assurer une température des cellules qui ne dépasse pas 45° (contrainte imposée).
Mon problème maintenant est de savoir si ce flux peut effectivement passer sans problème entre les cellules, en tenant compte de la viscosité de l'air. En effet je me doute que pour une distance entre les plaques bien trop faible, le flux d'air devrait "refuser" non ? Je dois donc m'assurer qu'avec cette distance de 0,38cm entre chaque cellule et avec ces données, le flux d'air passerait bien effectivement entre chaque cellule et la réfrigération s'effectuer.
Merci pour votre aide,

Benoît

[Yoghourt]

Plaques verticales, donc. Est-ce que le flux d'air est montant? descendant? Latéral?
Si la convection forcée est descendante, je crains qu'effectivement ça ne soit mal barré en pratique.

(P.S. superbe schéma. Quand je pense à mes pauvres crobars minables que je mets 3 plombes à dessiner sous Dia ou PowerPoint, j'suis jaloux! )

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7cde9681]

Ahah merci
l'écoulement se fait latéralement, perpendiculairement au pack de cellules.
"Si la convection forcée est descendante, je crains qu'effectivement ça ne soit mal barré en pratique." : pourquoi cela ?

[Yoghourt]

Parce qu'alors elle aurait eu à combatre la convection naturelle (flux montant). C'est pas un problème quand le débit est important. Plus le débit est faible, plus il y alors risque que l'air "forcé" se retrouve chassé sur les côtés par le flux montant de la convection naturelle. Auquel cas, ça n'apporte pas grand chose par rapport à laisser faire la nature...

[invite7cde9681]

Effectivement, maintenant que tu en parles ça me semble évident... Du coup la ventilation forcée serait soit latérale, soit ascendante. Que penses-tu de cette distance entre ces cellules de 3,8 mm, l'air devrait pouvoir passer sans trop de problèmes non ?
En tout cas merci pour ton aide

[Yoghourt]

D'un point de vue pragmatique et pifométrique, oui, l'air passera pour un flux latéral ou montant. Pour preuve certains radiateurs sans ventilo pour PC où l'espace entre plaques est du même ordre, voire la moitié.
- Dans le cas du flux latéral, ça sera à l'horizontal à l'entrée et en biais montant à la sortie (composition de la convection forcée avec et de la convection naturelle). Probablement pas d'effet notable sur l'efficacité du refroidissement
- Dans le cas du flux montant, le tirage thermique se verra renforcé par le débit forcé => meilleure efficacité.
- Bien sûr, tout ça ne marche que si la perte de charge lors du passage par les plaques ne flingue pas trop l'écoulement.

[invite2313209787891133]

Bonjour

J'avais fais une feuille de calcul il y a déjà un moment pour dimensionner un échangeur de VMC double flux ; tu pourra déjà y obtenir quelques données.
Si tu as besoin de précisions n'hésites pas à demander.

Voir ici : http://forums.futura-sciences.com/ha...ml#post2696869

[invite7cde9681]

Ok je vais y jeter un coup d'oeil. Merci à tous les deux pour vos réponses,

Benoît

[invite2313209787891133]

J'ai fais un petit calcul rapide; le flux d'air entre les 2 plaques a une vitesse ascensionnelle d'environ 0.2m/s maximum par convection naturelle, donc aucune inquiétude à avoir sur le sens de l’écoulement forcé, il n'y aura pas d'influence significative.

[invite7cde9681]

Ok super Dudulle, merci, de toute façon cette convection naturelle ne me dérange pas outre-mesure puisqu'elle aide à dissiper la chaleur. Mais d'après tes résultats ça paraît minime.

[invite07086fef]

Je cherche la relation entre la variation de la vitesse d'air et la temperature d'un fluide dans le cas d'une convection forcée
idée moi slt