Cavitation sur des marches de très petites dimensions

Cavitation on extremely small steps

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Résumé

On présente dans cet article les risques de cavitation d’un raccordement entre un convergent et une veine rectangulaires. L’application concerne un écoulement d’alcool éthylique à très grande vitesse, jusqu’à 100 m/s, dans un canal transparent. La température doit être parfaitement homogène à 0.01°C près, les écarts admissibles de vitesse axiale doivent être au plus égaux à 1 % de la vitesse moyenne. Pour éviter toute déformation des parois, la pression à l’entrée du canal doit être égale à la pression atmosphérique. Enfin, il est impératif d’éviter toute cavitation, la présence de bulles, même très petites perturbant, très gravement les caractéristiques optiques du canal pour l’application considérée. Les essais réalisés, basés sur les similitudes de cavitation et de Reynolds, ont permis de préciser quelles étaient les tolérances dimensionnelles nécessaires pour éviter la cavitation dans des conditions d’écoulement particulièrement critiques, caractérisées par un paramètre de cavitation local égal à 0.023

Abstract

The present paper deals with the risks of cavitation on steps at the joint between a contraction and a rectangular test section. The application concerns a flow of ethylic alcohol at 100 m/s in a transparent canal. Temperature must be perfectly homogeneous with a maximum tolerance of 0.01 °C. The velocity distribution has to be homogeneous with a maximum 1 % deviation outside boundary layers. In order to prevent any deformation of the test section which is used as an optical device, the pressure in the channel must be equal to atmospheric. Any cavitation has to be avoided even under the form of tiny bubbles. This would destroy the quality of the light crossing the test section. The tests have been performed by application of Reynolds and cavitation scaling laws. They have permitted to derive specifications for geometrical tolerances of the test section which works at local cavitation numbers as low as 0.023.