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Calcul de l'écoulement visqueux compressible d'un gaz dans un microcanal / Lengrand, Jean-Claude in La Houille blanche, N° 1 (2006) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N° 1 (2006) . - 40-46 p. Titre : Calcul de l'écoulement visqueux compressible d'un gaz dans un microcanal Titre original : Calculating a viscous compressible gas flow in a microchannel Type de document : texte imprimé Auteurs : Lengrand, Jean-Claude, Auteur ; Elizarova, Tatania G., Auteur ; Shirokov, Ivan A., Auteur Article en page(s) : 40-46 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Microcanal  Micro-écoulement  gazeux Index. décimale : 551.4 Résumé : A gas flowing through a microchannel is generally associated with the concept of rarefied flow. The paper includes a short presentation of this concept as well as formulae that allow characterizing a flow in terms of rarefaction. A method will be presented that allows to compute the flow rate through a microchannel under highly rarefied conditions (collisionless flow), including in the non-isothermal case. Dimensional analysis is then applied to the same problem under moderately rarefied conditions. Finally, one discusses the possibility to simulate experimentally gaseous micro-flows using large-scale devices and low pressures. L'écoulement d'un gaz dans un microcanal impose généralement le recours à la notion d'écoulement raréfié. On rappelle ces notions et on donne les éléments qui permettent, d'une part de caractériser un écoulement donné en termes de raréfaction, et d'autre part de calculer le débit d'un microcanal dans les conditions très raréfiées (régime sans collisions). On applique ensuite la notion d'analyse dimensionnelle pour traiter ce même problème dans des conditions modérément raréfiées. Enfin, on examine la possibilité de simuler expérimentalement des micro-écoulements gazeux en utilisant des géométries à plus grande échelle et des pressions plus basses. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Gaz -- Ecoulement En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Calcul de l'écoulement visqueux compressible d'un gaz dans un microcanal = Calculating a viscous compressible gas flow in a microchannel [texte imprimé] / Lengrand, Jean-Claude, Auteur ; Elizarova, Tatania G., Auteur ; Shirokov, Ivan A., Auteur . - 40-46 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N° 1 (2006) . - 40-46 p. Mots-clés : Microcanal  Micro-écoulement  gazeux Index. décimale : 551.4 Résumé : A gas flowing through a microchannel is generally associated with the concept of rarefied flow. The paper includes a short presentation of this concept as well as formulae that allow characterizing a flow in terms of rarefaction. A method will be presented that allows to compute the flow rate through a microchannel under highly rarefied conditions (collisionless flow), including in the non-isothermal case. Dimensional analysis is then applied to the same problem under moderately rarefied conditions. Finally, one discusses the possibility to simulate experimentally gaseous micro-flows using large-scale devices and low pressures. L'écoulement d'un gaz dans un microcanal impose généralement le recours à la notion d'écoulement raréfié. On rappelle ces notions et on donne les éléments qui permettent, d'une part de caractériser un écoulement donné en termes de raréfaction, et d'autre part de calculer le débit d'un microcanal dans les conditions très raréfiées (régime sans collisions). On applique ensuite la notion d'analyse dimensionnelle pour traiter ce même problème dans des conditions modérément raréfiées. Enfin, on examine la possibilité de simuler expérimentalement des micro-écoulements gazeux en utilisant des géométries à plus grande échelle et des pressions plus basses. DEWEY : 553.7 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Gaz -- Ecoulement En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]

Débit gazeux dans un microcanal : une formule utilisable du régime continu au régime moléculaire libre / Lengrand, Jean-Claude in La Houille blanche, N°6 (2007) 

Public ISBD [article]  in La Houille blanche > N°6 (2007) . - 51-57 p. Titre : Débit gazeux dans un microcanal : une formule utilisable du régime continu au régime moléculaire libre Titre original : Mass-Flow Rate in a Microchannel: a formula Valid from Continuum to Free-Molecular Regimes Type de document : texte imprimé Auteurs : Lengrand, Jean-Claude, Auteur ; Elizarova, Tatania G., Auteur Article en page(s) : 51-57 p. Note générale : Hydraulique Langues : Français (fre) Mots-clés : Débit  gazeux  Microcanal  Régime  moléculaire  libre  Ecoulement  en  gaz Index. décimale : 551.4 Résumé : One considers the flow of a gas through a 2D or axisymmetric microchannel. The objective is to find an expression of the mass-flow rate as a function of pressures at both channel ends, gas properties and gas-surface interaction. Previous expressions are reminded that take into account rarefaction effects through terms of 1st and 2nd order in Knudsen number, added to the Poiseuille formula. The paper emphasizes on the correct evaluation of the additional terms, as concerns viscosity law, wall accommodation, definition of mean free path and physical interpretation of velocity slip. Then the expression of the flow rate in the free molecular regime is presented, based on a numerical simulation at molecular level. Qualitative differences with the previous approach are evidenced: the flow rate is proportional to the difference of end pressures, rather than to the difference of squared pressures. Finally, an interpolation formula is proposed for the intermediate (transitional) regime. It fits with both previous approaches and does not require any additional adjustment. On considère un microcanal plan ou de section circulaire. On recherche une expression du débit qui le traverse en fonction des pressions à ses extrémités, des caractéristiques du gaz en écoulement et de son interaction avec la paroi du canal. On rappelle les expressions du premier et du second ordre en Kn (nombre de Knudsen) qui modifient la formule de Poiseuille pour tenir compte des effets de raréfaction. On insiste sur les précautions à prendre pour une évaluation correcte des différents termes, en particulier pour ce qui concerne la loi de viscosité, l'interaction gaz-surface, la définition du libre parcours moyen et la signification physique de la vitesse de glissement. On présente ensuite l'expression du débit d'un microcanal en régime moléculaire libre, par une simulation numérique à l'échelle moléculaire. On met en évidence les différences qualitatives par rapport à l'approche précédente : le débit massique est proportionnel à la différence des pressions et non plus à la différence des carrés des pressions. Enfin, on propose une formule d'interpolation en Kn pour traiter des écoulements en régime intermédiaire (régime de transition). Celle-ci se raccorde aux deux précédentes approches sans nécessiter de paramètre d'ajustement. DEWEY : 551.4 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Gaz -- Écoulement En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...] [article] Débit gazeux dans un microcanal : une formule utilisable du régime continu au régime moléculaire libre = Mass-Flow Rate in a Microchannel: a formula Valid from Continuum to Free-Molecular Regimes [texte imprimé] / Lengrand, Jean-Claude, Auteur ; Elizarova, Tatania G., Auteur . - 51-57 p. Hydraulique Langues : Français (fre) in La Houille blanche > N°6 (2007) . - 51-57 p. Mots-clés : Débit  gazeux  Microcanal  Régime  moléculaire  libre  Ecoulement  en  gaz Index. décimale : 551.4 Résumé : One considers the flow of a gas through a 2D or axisymmetric microchannel. The objective is to find an expression of the mass-flow rate as a function of pressures at both channel ends, gas properties and gas-surface interaction. Previous expressions are reminded that take into account rarefaction effects through terms of 1st and 2nd order in Knudsen number, added to the Poiseuille formula. The paper emphasizes on the correct evaluation of the additional terms, as concerns viscosity law, wall accommodation, definition of mean free path and physical interpretation of velocity slip. Then the expression of the flow rate in the free molecular regime is presented, based on a numerical simulation at molecular level. Qualitative differences with the previous approach are evidenced: the flow rate is proportional to the difference of end pressures, rather than to the difference of squared pressures. Finally, an interpolation formula is proposed for the intermediate (transitional) regime. It fits with both previous approaches and does not require any additional adjustment. On considère un microcanal plan ou de section circulaire. On recherche une expression du débit qui le traverse en fonction des pressions à ses extrémités, des caractéristiques du gaz en écoulement et de son interaction avec la paroi du canal. On rappelle les expressions du premier et du second ordre en Kn (nombre de Knudsen) qui modifient la formule de Poiseuille pour tenir compte des effets de raréfaction. On insiste sur les précautions à prendre pour une évaluation correcte des différents termes, en particulier pour ce qui concerne la loi de viscosité, l'interaction gaz-surface, la définition du libre parcours moyen et la signification physique de la vitesse de glissement. On présente ensuite l'expression du débit d'un microcanal en régime moléculaire libre, par une simulation numérique à l'échelle moléculaire. On met en évidence les différences qualitatives par rapport à l'approche précédente : le débit massique est proportionnel à la différence des pressions et non plus à la différence des carrés des pressions. Enfin, on propose une formule d'interpolation en Kn pour traiter des écoulements en régime intermédiaire (régime de transition). Celle-ci se raccorde aux deux précédentes approches sans nécessiter de paramètre d'ajustement. DEWEY : 551.4 ISSN : 0018-6368 RAMEAU : Gaz -- Écoulement En ligne : http://www.shf-lhb.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/ [...]