Analyse de l’écoulement d’un ventilateur centrifuge par méthodes expérimentales

Résumé

L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), estime que la pollution de l’air à l’intérieur des habitations est responsable d’environ 3,2 millions de décès par an en 2020. De même, la récente pandémie de la COVID-19 a montré l’importance de bien ventiler l’intérieur des bâtiments ainsi que de filtrer l’air respiré. Les systèmes de chauffage, ventilation et climatisation (CVCA) sont essentiels pour répondre à ce besoin. Ces systèmes sont composés de filtres et de ventilateurs. Le ventilateur permet de faire circuler l’air à travers les filtres. Les particules nocives sont alors capturées par les médias des filtres. La présence de filtres en amont du ventilateur influence l’écoulement et les performances du ventilateur. Il est difficile de trouver les effets des filtres sur le ventilateur dans la littérature. Dans ce contexte, ce travail de recherche vise à quantifier les variations temporelles dans les sillages d’un ventilateur centrifuge, influencé par des filtres positionnés en amont avec des efficacités différentes. Les quantités sont obtenues par méthodes expérimentales notamment en utilisant des anémomètres à fil chaud. Les résultats montrent que l’ajout de filtre en amont influence les performances du ventilateur. L’installation de filtres augmente la résistance du système. En effet, cela réduit le gain de pression jusqu’à 50% dans le cas de filtres installés en série. De même, la puissance électrique du moteur du ventilateur varie très peu en fonction de l’efficacité des filtres. Enfin, le coefficient de débit diminue au maximum de 17% avec l’ajout de filtres en amont. Ces travaux permettent également de mettre en évidence des variations de vitesse dans le sillage du ventilateur avec l’augmentation du chargement du ventilateur. L’ajout d’un filtre en amont augmente l’amplitude des fluctuations de vitesse et uniformise les vitesses sur la hauteur de la roue. De plus, la cascade énergétique montre une forme plus complexe qui suggère que le chargement des pales causées par les filtres augmente l’anisotropie de l’écoulement. La configuration sans filtre est marquée par une instabilité à basse fréquence.

Date	17 mai 2023
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Marlène Sanjosé (Directeur(-trice)) & Giuseppe Di Labbio (Codirecteur(-trice))