Longueur caractéristique

Une longueur caractéristique est généralement le volume d’un système divisé par sa surface :

L c = V b o d y /A s u r f a c e {\displaystyle L_{c} = V_ {\mathrm{body}} /A_ {\mathrm{surface}}}

Par exemple, dans le calcul de l’écoulement à travers des tubes circulaires et non circulaires, afin d’examiner les conditions d’écoulement (c’est-à-dire le nombre de Reynolds). Dans ces cas, la longueur caractéristique est le diamètre du tuyau, ou dans le cas de tubes non circulaires son diamètre hydraulique D h {\displaystyle D_{h}} :

D h = 4 A c/p {\displaystyle D_{h} = 4A_{c}/p}

Où A c {\displaystyle A_{c}} est la section transversale du tuyau et p {\displaystyle p} est son périmètre mouillé. Il est défini de telle sorte qu’il se réduit à un diamètre circulaire de D pour les tuyaux circulaires.

Pour un écoulement à travers un conduit carré d’une longueur latérale de a, le diamètre hydraulique D h {\displaystyle D_{h}} est :

D h = 4 a 2/4 a= a {\displaystyle D_{h}=4a^{2}/4a=a}

Pour un conduit rectangulaire de longueurs latérales a et b:

D h = 4 a b 2(a+b) = 2 a b a +b {\displaystyle D_{h} ={\frac{4ab}{2(a+b)}} ={\frac{2ab}{a+b}}}

Pour les surfaces libres (comme dans les flux à canal ouvert), le périmètre mouillé ne comprend que les parois en contact avec le fluide.

De même, dans la chambre de combustion d’un moteur-fusée, la longueur caractéristique L ∗ {\displaystyle L^{*}} est définie comme le volume de la chambre divisé par la zone du col. La gorge d’une tuyère de Laval étant plus petite que la chambre de combustion, la longueur caractéristique est supérieure à la longueur physique de la chambre de combustion.

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