Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Alain GUÉDEL : Ingénieur de l’École supérieure des sciences et technologies de l’ingénieur de Nancy - Docteur ès sciences - Expert en aéroacoustique au Centre technique des industries aérauliques et thermiques (CETIAT)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le bruit d’un ventilateur provient en tout premier lieu des phénomènes aérodynamiques instationnaires associés à l’interaction des pales et des parties fixes avec l’écoulement. Selon les types de ventilateurs — qui ont été décrits dans la première partie Bruit des ventilateurs- Partie 1 —, différents mécanismes sont à l’origine du bruit aérodynamique, dont certains commencent à pouvoir être modélisés. Des méthodes de réduction de bruit adaptées existent. Compte tenu de la complexité du sujet, beaucoup de zones d’ombre subsistent néanmoins dans la compréhension et la prévision du bruit des ventilateurs, notamment du bruit large bande qui contribue souvent de façon prépondérante au niveau de bruit global. Des voies de recherche prometteuses se dessinent dans ce domaine du fait des progrès réalisés en matière de simulation numérique des écoulements instationnaires et de modélisation des sources aéroacoustiques.
Pour réduire le bruit d’un appareil ou d’un circuit dans lequel est inséré un ventilateur, il ne suffit pas de diminuer le bruit du ventilateur seul, il faut veiller aussi à minimiser l’effet d’installation, qui se traduit le plus souvent par une hausse du niveau sonore. Des moyens existent qui permettent de prévoir et de réduire cet effet.
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- Version courante de avr. 2021 par Alain GUÉDEL
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Estimation du spectre de puissance acoustique3. Lois de similitude
L’intérêt des lois de similitude aéraulique et acoustique est multiple. Ces lois permettent de prévoir les caractéristiques d’un ventilateur à vitesse de rotation et diamètre de roue donnés à partir de mesures faites à d’autres conditions de vitesse et de diamètre. On peut ainsi réduire très sensiblement le nombre d’essais pour déterminer les performances d’une gamme de ventilateurs donnée. Les fabricants les utilisent pour établir leur catalogue mais également pour prévoir les courbes débit-pression, voire le niveau sonore, de ventilateurs en vraie grandeur à partir d’essais sur maquette.
On peut également comparer les performances de ventilateurs de même type à diamètre et vitesse de rotation constants, ce qui permet de cerner l’influence de la géométrie sur les caractéristiques intrinsèques des ventilateurs. Les lois de similitude permettent enfin, accessoirement, de simplifier la présentation des caractéristiques d’un ventilateur en remplaçant un faisceau de courbes, par exemple des courbes débit-pression obtenues à différentes vitesses, par une courbe unique.
3.1 Lois de similitude aéraulique
Les formules suivantes permettent de déduire, à partir de mesures faites sur un ventilateur de diamètre D 1 et tournant à une vitesse N1 , les performances aérauliques d’un ventilateur à une vitesse de rotation N2 et un diamètre D 2 . Cela suppose que le deuxième ventilateur soit homothétique du précédent et que le rapport D1/D2 reste modéré (de l’ordre de 2 à 3) pour éviter les effets d’échelle. La masse volumique de l’écoulement peut également différer entre les conditions 1 et 2.
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Lois de similitude
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LIGHTHILL (M.J.) - On sound generated aerodynamically. General theory. - Proc. Royal Soc., A 231, 505-514 (1952).
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(3) - HORLOCK (J.H.) - Fluctuating lift forces on aerofoils moving through transverse and chordwise gusts. - ASME J. Basic Engineering, 90, 494-500 (1968).
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(4) - BLAKE (W.K.) - Mechanics of flow-induced sound and vibration. - Vol. II, chap. 11 et 12, Academic Press (1986).
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(5) - KAJI (S.), OKAZAKI (T.) - Axial-flow compressor noise studies. - J. Sound Vibr., 1, 281-307 (1970).
-
(6) - AMIET (R.K.) - Acoustic radiation from an airfoil in a turbulent stream. - J. Sound Vibr., 41(4), 407-420 (1975).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Ventilateurs. Compresseurs.
NORMES
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Ventilateurs industriels. Essais aérauliques sur circuits normalisés. - ISO 5801 - 06-97
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Acoustique. Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Méthodes d’expertise en champ réverbéré applicables aux petites sources transportables. Partie 1 : méthode par comparaison en salle d’essai à parois dures. - ISO 3743-1 - 02-94
-
Acoustique. Détermination des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit à partir de la pression acoustique. Méthodes d’expertise dans des conditions approchant celles du champ libre sur plan réfléchissant. - ISO 3744 - 05-94
-
Acoustique. Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Partie 1 : mesurage par points. - ISO 9614-1 - 06-93
-
Acoustique. Détermination par intensimétrie des niveaux de puissance acoustique émis par les sources de bruit. Partie 2 : mesurage par balayage. - ISO 9614-2 - 08-96
-
Ventilateurs industriels – Détermination du niveau de puissance acoustique dans les conditions normalisées de laboratoire –...
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