Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean-Paul SCHON : Professeur à l’Université Jean Monnet (IUT de Saint-Étienne)
-
Geneviève COMTE-BELLOT : Professeur à l’École Centrale de Lyon
-
Georges CHARNAY : Directeur de Recherche au CNRS (INP Toulouse)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les appareils qui sont traditionnellement désignés comme anémomètres à fil chaud forment en fait une classe plus large que l’on pourrait appeler anémomètres thermiques. Le principe de ces appareils est de chauffer, par effet Joule, un élément (fil ou film) dont la résistance dépend de la température. Cet élément, placé dans un écoulement de fluide, est refroidi par convection ; sa température, donc sa résistance, est alors liée en premier lieu à la vitesse du fluide, mais aussi à sa température et aux caractéristiques physiques de ce fluide régissant le transfert thermique entre l’élément et le milieu environnant.
Les anémomètres à fil ou film chaud vont donc permettre de déterminer les caractéristiques de vitesse locale d’un fluide.
Ce principe peut être mis en œuvre de façon très différente suivant le type d’information recherchée. En effet, pour des mesures courantes en réglage de climatisation, la robustesse et la fidélité sont plus importantes que la sensibilité et la réponse rapide, alors que, si l’on veut déterminer les caractéristiques d’un écoulement turbulent, on cherche au contraire une sensibilité maximale et une très bonne réponse en fréquence. Les appareils proposés dans le commerce se classent dans l’une ou l’autre de ces deux catégories. Les instruments ne nécessitant pas de réponse rapide sont évidemment beaucoup plus faciles à mettre en œuvre que les appareils destinés à la mesure de la turbulence qui, surtout ces dernières années, ont été utilisés dans des configurations où de nombreux capteurs fonctionnent simultanément.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1978 par Geneviève COMTE-BELLOT, Jean-Paul SCHON
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Nature des grandeurs effectivement mesurées2. Loi d’échange thermique
2.1 Forme générale
L’étude en similitude des équations des écoulements monophasiques et continus, ou une analyse dimensionnelle appropriée, donne un nombre de Nusselt Nu qui peut s’écrire :
avec :
- Re :
- nombre de Reynolds
- Pr :
- nombre de Prandtl
- Gr :
- nombre de Grashof
- Ec :
- nombre d’Eckert (on peut aussi employer le nombre de Mach)
-
![]()
: - rapport de la longueur du fil à son diamètre
- (θ – θa)/θa :
- coefficient de surchauffe (θ température de l’élément, θa température du fluide, exprimées en kelvins)
- ϕ, ψ :
- angles définissant la direction de la vitesse par rapport au fil et aux broches.
Les nombres de Grashof et d’Eckert correspondent respectivement à des phénomènes liés à des vitesses faibles et à des vitesses élevées, inférieures à 1 m/s dans l’air pour le premier et supérieures à 100 m/s pour le second. L’influence de ces paramètres ne peut donc se faire sentir en même temps ; on peut même considérer que, dans la plupart des cas pratiques, la loi d’échange correspond à une loi d’échange de convection forcée en fluide incompressible, pour laquelle aucun de ces deux paramètres n’intervient. Les lois d’échange dépendent, bien entendu, de la forme du capteur, c’est pourquoi elles sont, le plus souvent, déterminées par un étalonnage préalable dans les conditions d’utilisation.
Pour les éléments cylindriques dont l’axe est placé perpendiculairement à la vitesse, on peut utiliser la relation valable en convection...
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Loi d’échange thermique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BADRI-KUSUMA, REY (C.), MESTAYER (P.) - * - Communication 11th Australasian Fluid Mech. Conf. Hobbart (1992).
-
(2) - CALVET (P.), LIOUSSE (S.) - Mesure de la température, de la pression et de la vitesse au moyen d’un capteur chauffé par impulsions. - Revue Générale de Thermique (1971).
-
(3) - CHARNAY (G.), SCHON (J.-P.), SUNYACH (M.) - Isolement et échantillonnage de signaux aléatoires transmis par plusieurs anémomètres à fil chaud. - Entropie No 50 (1973).
-
(4) - COMTE-BELLOT (G.) - Anémomètre à fil chaud, Techniques de mesure dans les écoulements. - Eyrolles (1974).
-
(5) - COMTE-BELLOT (G.) - Hot-wire anemometry. - Annual Review of Fluid Mechanics. Vol. 8 (1976).
-
(6) - COMTE-BELLOT (G.) - Les méthodes de mesure physiques de la turbulence. - ...
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