Écoulement laminaire – Résolution de problèmes

Considérons que l’air circulant dans le tuyau est de 300 kelvins à la pression atmosphérique standard, avec un débit massique de 0,0163 kilogramme par seconde. Si l’on suppose que l’écoulement est laminaire, déterminez le diamètre minimum autorisé pour le tuyau.

L’écoulement laminaire est obtenu lorsque le nombre de Reynolds ne dépasse pas 2100. Ce calcul commence par l’expression de la vitesse en termes de débit et de section transversale.

Pour un tuyau circulaire, la vitesse dépend du débit et du diamètre du tuyau. La substitution de cette expression de la vitesse dans la formule du nombre de Reynolds, qui implique la densité, la vitesse, le diamètre et la viscosité, permet de résoudre le débit.

Compte tenu du débit spécifié, la densité du fluide est calculée à l’aide de valeurs connues pour la pression, la constante de gaz et la température, ce qui donne environ 1,177 kilogramme par mètre cube.

Avec les quantités connues de débit massique et de densité, le débit volumétrique se trouve être d’environ 0,0138 mètre cube par seconde.

En utilisant une valeur de viscosité standard, le diamètre de tuyau requis pour assurer un écoulement laminaire est d’environ 0,46 mètre, ce qui maintient le nombre de Reynolds à 2100.