Caméra rapide haute résolution pour la mesure de nuages de bulles en écoulement à haute vitesse

相机快速高级解决方案，用于测量子弹和高级视觉效果

• 批准号: RTI-2021-00751
• 负责人: ETIENNE, Stéphane
• 金额: $ 10.56万
• 依托单位: École Polytechnique de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Research Tools and Instruments
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=718011
• 关键词: Cam; ra; rapide; haute; solution

La recherche qui sera effectuée avec l'équipement demandé s'inscrit dans le contexte de la production d'énergie respectueuse de l'environnement et du développement durable. En effet, General Electric Canada et les Prof. Etienne et Béguin ont établi une Chaire de recherche industrielle en écoulement diphasique. L'équipement sera utilisé par la Chaire et les candidats pour caractériser les écoulements diphasiques air-eau. La recherche vise à caractériser le rendement des récentes turbines aérantes qui permettent d'oxygéner l'eau turbinée. L'amélioration d'injection d'air au niveau des turbines hydroélectriques est essentielle pour préserver leur intégrité ainsi que pour améliorer la qualité de l'eau en sortie de turbine. Enfin, rappelons que 50% des composantes industrielles fonctionnent en écoulement diphasique. La prédiction des efforts induits par les écoulements diphasiques est nécessaire au dimensionnement de nombreuses composantes des systèmes industriels tels que les générateurs de vapeur des centrales nucléaires et les échangeurs de chaleur multiphasiques. En effet, les forces instationnaires qui résultent du passage de l'écoulement diphasique entrainent une fatigue matérielle des structures environnantes dont il faut tenir compte. D'autre part, l'écoulement du mélange d'air et d'eau est devenu une préoccupation importante des fabricants et exploitants de turbines hydroélectriques puisque les règlementations exigent désormais qu'un taux d'oxygène plancher soit garanti. L'injection d'air s'impose alors comme le seul moyen viable économiquement. Toutefois, bien que l'introduction d'air au niveau de la turbine contribue à prévenir la cavitation et permette d'amortir les vibrations des aubes de turbine, l'ajout d'air a un impact négatif sur le rendement énergétique. L'optimisation de l'écoulement diphasique est alors nécessaire. L'équipement demandé a pour objectif de permettre de déterminer précisément l'erreur sur le taux de vide mesuré par sonde optique à haute vitesse d'écoulement (10 m/s). En effet, des sondes optiques de 50 microns de diamètre taillées en pointe permettent de mesurer le taux de vide local, au milieu du nuage de bulles. Toutefois, cette mesure est entachée d'erreur parce que lorsque la bulle traverse la fibre optique, l'interface air-eau se déforme différemment lorsque la bulle attaque la fibre que lorsque la fibre atteint de nouveau l'eau. Par ailleurs, ces déformations dépendent de la vitesse relative entre la sonde et la bulle, donc directement de la vitesse de l'écoulement. En outre, l'équipement sollicité va contribuer à l'identification et la mesure de la dynamique des écoulements diphasiques, essentielle pour comprendre, prédire et modéliser les forces s'exerçant sur les parois des structures environnantes ainsi que pour déterminer la nature et la qualité même des écoulements diphasiques.

在能源生产的背景下，对设备需求和持久发展的有效性进行了研究。实际上，加拿大通用电气公司和Etienne et Béguin教授担任了一个两相耦合工业研究主席。L'équipement sera utilisé par la Chaire et les candidats pour caractériser les écoulements diphasiques air-eau. La recherche vise à caractériser le rendement des récentes turbines aérantes qui permettent d'oxygéner l'eau turbinée. L'amélioration d'injection d'air Au niveAu des turbines hydroéelectriques est essentielle pour préserver intégrité ainsi que pour améliberation la qualité de l'eau en sortie de涡轮机机。最后，我想说的是，50%的工业复合材料都是双向的。预测双相教学的成果需要从工业系统组成的数字的Au维度来考虑，即中央核电站蒸汽发生器和多相教学设备。实际上，通过双相耦合所产生的机构力会导致结构的材料疲劳，因此不应进行计算。另一方面，空气和水混合的能力对水电涡轮机的制造者和开发者来说是一个重要的问题，因为这些涡轮机的规则对氧气的需求非常迫切。注入空气的效果就像经济增长一样。然而，由于将空气引入涡轮机的喷嘴有助于防止气穴现象并允许涡轮机喷嘴的振动衰减，因此空气的引入对能量传递产生负面影响。必须对双相平衡进行优化。 L'équipement demandé a pour objectif de permettre de determiner précisément l'erreur sur le taux de vide mesuré par sonde optique à haute vitesse d'écoulement（10 m/s）.实际上，直径为50微米的光学探测器可以在气泡周围的Au环境中进行局部可见光测量。总之，这种测量方法是错误的，因为灯泡穿过光纤，空气-水界面改变了灯泡对光纤的影响，而灯泡对新水的光纤的影响。此外，这些变形取决于相对于探头和布勒的飞行器，直接来自于飞行器。此外，该设备还有助于识别和测量双相结构的动态，主要是为了了解、预测和调整对双相结构的破坏力，以便确定双相结构的性质和质量。