Frottement et transfert de matière dans des tubes présentant une rugosité en forme de filetage

¹ Lab. d’énergétique et de mécanique théorique et appliquée, E.N.S.E.M., 2, rue de la Citadelle, B.P. 850, 54011 Nancy Cedex, tél. (28) 52.68.32, France.
² Lab. de cinétique physique et d’électrochimie, C.S.U., avenue de Villeneuve-de-la-Raho, 66000 Perpignan, France.
³ Lab. d’électrochimie, Faculté des Sciences, 2, rue Didouche-Mourad), Alger.

Résumé

On mesure le frottement et le transfert de matière au niveau de la paroi d’une conduite rendue rugueuse par filetage. Le frottement pour une rugosité de « creux » est plus faible que pour une rugosité de « pics » de même hauteur.

On définit la rugosité réduite e⁺ = eu*/v (u* vitesse de frottement). En régime de transition, 4 < e⁺ < 15, le nombre de Sherwood, Sh, varie comme Re^1,03, l’influence de la hauteur de la rugosité est marquée. En régime pleinement rugueux, e⁺ > 15 : Sh ~ Re^0,84, le transfert de matière est peu sensible à la nature de la rugosité au delà de e⁺ = 100.

L’efficacité de l’échange par rapport à une surface lisse, maximale pour e⁺ [math] 15, décroît ensuite lentement; Ms_r/Ms_l = 1,90 ± 0,15 lorsque e⁺ = 120.

Abstract

Friction and mass transfer measurements are made on the Wall of a duct having a screw-cutting roughness. Friction for roughness of « pits » is lower than for roughness of « peaks » of same height.

Reduced roughness is defined as e⁺ = eu*/v (u* friction velocity). In transition regime, 4 < e⁺ < 15, Sherwood number, Sh, increases as Re1’03, influence of roughness height is important. In completely rough regime, e⁺ > 15 : Sh ~ Re^0,84; mass transfer depends little of the roughness characteristics beyond e⁺ =100.

Efficiency of transfer comparatively to smooth wall is maximum for e⁺[math] 15 then decreases slowly; Ms_r/Ms_l = l,90 ± 0,15 When e⁺ = 120.