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Résultats des recherches

Le Poettersonde® fait la différence - les deux mondes de la technologie de pression dynamique


Gauche : Tube de Pitot conventionnel, à droite : Poettersonde® (Graphique : Recherche à la TU Magdeburg)

 

Profitez des avantages exceptionnels de Poettersonde®

Par rapport aux avantages évidents des Poettersonden®, les sondes de pression dynamiques conventionnelles présentent des déficits importants. Les graphiques ci-dessus montrent clairement la différence entre les tubes de Pitot conventionnels et les Poettersonden® et, par conséquent, le bond en avant spectaculaire de la technique de mesure et de la mécanique.

Lorsque les Poettersonden® sont utilisées, il n'y a pas de grandes zones de détachement induites par la pression comme avec les sondes de pression dynamiques conventionnelles, mais seulement une recirculation extrêmement faible exclusivement sous le Lee de la Poettersonde®, qui ne provoque pas la moindre perturbation de la valeur mesurée.

Gauche : Tube de Pitot conventionnel pour turbine à vapeur

  • Surface frontale : env. 5824 mm² avec un diamètre intérieur de tube de 184,1 mm, ce qui correspond à une rétraction d'orifice d'env. 143,25 mm ou un bêta d'env. 0,778 avec cette sonde. La perte de charge permanente relativement élevée a un effet négatif important sur le coefficient de dilatation.
  • Comportement de l'écoulement : formation de tourbillons extrêmes, très grande zone de détachement induite par la pression
  • des erreurs de linéarité considérables avec un rapport de mesure élevé, particulièrement importantes dans la plage supérieure du Re (en raison d'un renversement du débit)
  • perte de pression permanente : destruction d'énergie très importante, souvent irréversible et souvent très importante

En raison de valeurs de mesure inutilisables, cette sonde a été retirée et mise au rebut. La société a dû supporter des coûts énormes en raison du soudage, du recuit de l'acier à haute température et des contrôles du TÜV. (controle technique)

Droite : Un Poettersonde® pour turbine à vapeur

  • La surface d'entrée du Poettersonde®utilisé dans le diagramme est d'environ 720 mm² avec un tube de diamètre 184.1, ce qui correspond à environ 1/8 de la surface d'entrée du tube de Pitot classique.
  • pratiquement pas de perte de charge permanente, donc pas d'influence négative sur le coefficient de dilatation
  • Comportement d'écoulement : pas de perturbations dues à la formation de tourbillons, pas de zone de séparation induite par la pression
  • pas d'erreur de linéarité avec un rapport de mesure élevé, même pas dans la plage Re supérieure (renversement du débit)
  • Perte de pression permanente en dessous de la limite de détection

Le tube de Pitot conventionnel retiré (à gauche) a été remplacé par le Poettersonde®(à droite), qui fournit depuis lors des mesures précises. Pour la première fois, le Poettersonde®a permis d'atteindre un équilibre précis, combiné à des économies d'énergie considérables.

Les sondes de pression dynamiques conventionnelles se distinguent à peine d'un cylindre circulaire par leur comportement d'écoulement (vortex) et provoquent des tourbillons extrêmes (route des tourbillons de Karmann).

Le comportement en vortex et en écoulement d'un cylindre circulaire a été largement documenté dans la science et peut être transféré à des sondes de pression dynamiques conventionnelles tant que le profil de la sonde est approximativement de la même longueur que la largeur. Qu'il soit carré ou polygonal, ovale ou en forme de T, ce comportement vortex métrologiquement négatif (route des tourbillons de Karmann) ne change guère. Dans le cadre de la recherche, le comportement en écoulement de tous les profils de sondes courants a été déterminé.

Voir aussi:

Heinz Herwig, "Mécanique des fluides A - Z", page 408 en haut :
« L'influence du nombre de Reynolds peut être forte dans les corps avec de grandes régions de séparation induites par la pression, car le point de transition (laminaire/turbulent) et le point de séparation peuvent interférer différemment et donc des régions de séparation de tailles très différentes se forment. […]. Un exemple typique est le flux autour d'un "cylindre circulaire. »

http://www.philippi-trust.de/hendrik/braunschweig/wirbeldoku/mahrla.html
« Avec une nouvelle augmentation de la vitesse, un autre point critique sera atteint. Pour la plupart des corps avec des nombres de Reynolds, il se situe entre 2-10⁵ et 7-10⁵. A partir de ce point, le flux se sépare du corps de manière turbulente. Dans un écoulement turbulent autour du corps, cependant, l'écoulement du fluide adhère plus longtemps au corps avant qu'il ne se sépare et ne forme des turbulences dont la direction n'est plus prévisible ou calculable. De ce fait, la zone morte derrière le corps est réduite, et donc aussi la zone qui entrave le mouvement vers l'avant. Il en résulte une diminution abrupte de la valeur cw (facteur K) à son minimum. Pour un corps, cela signifie les conditions d'écoulement les plus favorables. »

 

Visualisation selon la méthode du fil de laine

L'illustration suivante montre la visualisation selon la méthode du fil de laine du comportement d'écoulement d'une sonde à vapeur haute pression classique par rapport à une Poettersonde® haute pression de type DF 10 dans des conditions totalement identiques.

Visualisation : Tube de Pitot conventionnel selon le principe du fil de laine

Visualisation : Poettersonde® DF 10 selon le principe du fil de laine

Visualisation : Poettersonde® DF 10 avec vapeur

Les sondes de pression dynamique conventionnelles forment théoriquement la pression différentielle à environ 80 % de la pression dynamique (côté amont) et de la pression négative (côté aval) et à environ 20 % du frottement. Cependant, l'influence considérable de la formation de tourbillons très forts, qui d'une part ne modifie pas la pression négative quadratique à la vitesse d'écoulement et d'autre part est associée à une perte de pression permanente accrue par le frein à tourbillon, est absente dans cette considération. Il s'agit presque toujours de destruction d'énergie pure.

Les tourbillons extrêmes (vortex de Karmann) des sondes de pression dynamiques conventionnelles provoquent également de très fortes charges mécaniques, qui entraînent souvent des fractures vibratoires malgré les contre-paliers souvent nécessaires (par ex. dans le domaine de la vapeur haute pression). Les Poettersonde® ne sont pratiquement pas soumis à des contraintes mécaniques et n'ont donc jamais besoin de contre-paliers. Jusqu'à présent, aucune des nombreux Poettersonden® utilisés n'a été arraché.

Il est volontiers caché qu'avec les sondes de pression dynamiques conventionnelles, l'absorption de pression intégrée pour la compensation de pression du côté de la pression négative ne permet pas réellement l'absorption de pression statique. Il s'agit d'une pression négative qui ne change pas de manière quadratique en raison des tourbillons et du frein à tourbillon. D'importantes erreurs de mesure sont déjà causées par l'enregistrement falsifié de la pression statique dans la chambre à vide.

Poettersonden® : Les Poettersonden® (largeur x longueur = 1 : 3,5 avec une profondeur d'immersion < 0,5 x diamètre) ne sont pas du tout influencés négativement par les tourbillons. Autour de la Poettersonde®, une ellipse dirigée vers l'arrière forme un profil d'écoulement idéal (voir visualisation vapeur).

Université de Magdeburg (rapport de recherche)
« Il n'y a pas de tourbillons dans les zones d'entrée et de sortie de la Poettersonde®, seulement dans le sillage il y a une petite zone de recirculation. Des effets négatifs (qui en résultent) sur le résultat de la mesure et sur la stabilité de la sonde sont peu probables. »

Contrairement aux sondes de pression dynamiques conventionnelles, le coefficient de résistance (facteur K) des Poettersonden® est formé à partir de la pression dynamique pure de la surface d'entrée et de la pression statique de la surface de sortie. La très faible résistance au frottement qui se forme sur la couche de glissement laminaire de la surface fraisée lisse de la Poettersonde® ne peut même pas être calculée car elle est beaucoup trop faible. De plus, la pression dynamique de la Poettersonde® se dissout complètement dans la résistance au frottement (voir Paradoxe d'Eulersches/d'Alembert) et fonctionne donc presque sans perte de pression par rapport aux sondes de pression dynamiques classiques. Les Poettersonden® ne sont pas influencés négativement en linéarité par le coefficient de dilatation (car il est constant). Les perturbations causées par les tourbillons, les freins à tourbillons ou les coefficients de dilatation ne se produisent pas non plus. Même des nombres de Reynolds très élevés n'entraînent pas le changement redouté de séparation avec Poettersonden®. C'est la condition préalable la plus importante pour les balances de haute précision jusqu'à des plages de Re élevées, par ex. avec de la vapeur à haute pression. La très grande précision de la Poettersonde® s'explique par les lois de la physique.

La connaissance du comportement en écoulement de la Poettersonde® est basée sur une recherche approfondie, une littérature scientifique pertinente et un projet de recherche à l'Université de Magdebourg. Les déclarations sur le comportement vortex des Poettersonden® ont été très clairement confirmées. La haute précision des Poettersonden® a également été testée et confirmée dans les souffleries de la Chaire de Mécanique des Fluides de l'Université Technique d'Erlangen, de la PTB de Braunschweig et de l'Université des Sciences appliquées de Cologne.

Rapport de recherche Université de Magdeburg (PDF)