Quel est le coefficient de traînée – Caractéristiques de traînée – Définition

Coefficient de traînée – Caractéristiques de traînée

Comme il a été écrit, les caractéristiques de traînée d’un corps sont représentées par le coefficient de traînée sans dimension , C _D , défini comme suit:

La zone de référence, A, est définie comme la zone de projection orthographique de l’objet sur un plan perpendiculaire à la direction du mouvement. Pour les objets creux, la surface de référence peut être considérablement plus grande que la surface transversale, mais pour les objets non creux, elle est identique à la surface transversale. Comme on peut le constater, le coefficient de traînée est principalement fonction de la forme du corps et tient compte à la fois du frottement cutané et de la traînée. Cela peut également dépendre du nombre de Reynolds et de la rugosité de la surface.

Lorsque les coefficients de frottement et de traînée de pression sont disponibles, le coefficient de traînée total est déterminé en les ajoutant simplement:

Aux faibles nombres de Reynolds, l’essentiel de la traînée est dû à la traînée de frottement . C’est particulièrement le cas pour les corps très profilés tels que les profils aérodynamiques. Par contre, à fort nombre de Reynolds, la perte de charge est importante, ce qui augmente la traînée de forme .

Force de traînée – Équation de traînée

La force de traînée, F _D , dépend entre autres de la densité du fluide, de la vitesse en amont et de la taille, de la forme et de l’orientation du corps. Une façon d’exprimer cela est au moyen de l’ équation de traînée . L’ équation de traînée est une formule utilisée pour calculer la force de traînée subie par un objet en raison du mouvement à travers un fluide.

La zone de référence, A, est définie comme la zone de projection orthographique de l’objet sur un plan perpendiculaire à la direction du mouvement. Pour les objets creux, la zone de référence peut être significativement plus grande que la zone de coupe transversale, mais pour les objets non creux, elle est exactement la même qu’une zone de coupe transversale.

Calcul du coefficient de friction cutanée

Le facteur de frottement pour un écoulement turbulent dépend fortement de la rugosité relative. Il est déterminé par l’équation de Colebrook ou peut être déterminé à l’aide du diagramme de Moody . Le graphique de Moody pour Re = 575 600 et ε / D = 5 x 10 ^-4 renvoie les valeurs suivantes:

• le facteur de friction de Darcy est égal à f _D = 0,017
• le facteur de friction Fanning est égal à f _F = f _D / 4 = 0,00425

Le coefficient de frottement cutané est donc égal à:

Calcul de la force de traînée

Pour calculer la force de traînée , nous devons savoir:

• le coefficient de frottement cutané, qui est: C _{D, frottement} = 0,00425
• l’aire de la surface de la broche, qui est: A = π.dh = 0,1169 m ²
• la densité du fluide , qui est: ρ = 714 kg / m ³
• la vitesse d’écoulement du cœur, constante et égale à V _cœur = 5 m / s

À partir du coefficient de friction de la peau, qui est égal au facteur de friction de Fanning, nous pouvons calculer la composante de friction de la force de traînée. La force de traînée est donnée par:

En supposant qu’un assemblage combustible puisse avoir, par exemple, 289 goupilles combustibles (assemblage combustible 17×17), la composante frictionnelle de la force de traînée est alors de l’ordre de kilonewtons . De plus, cette force de traînée provient uniquement du frottement de la peau sur le faisceau de combustible. Mais l’assemblage combustible PWR typique contient d’autres composants, qui influencent l’hydraulique de l’assemblage combustible:

• Barres de combustible . Les crayons combustibles contiennent le carburant et les poisons combustibles.
• Buse supérieure . Fournit le support mécanique de la structure d’assemblage combustible.
• Buse inférieure . Fournit le support mécanique de la structure d’assemblage combustible.
• Grille d’espacement . Assure un guidage précis des crayons combustibles.
• Guide tube de dé à coudre . Tube vide pour barres de contrôle ou instrumentation in-core.

Comme il a été écrit, le deuxième composant de la force de traînée est la traînée de forme. La traînée de forme, également appelée traînée de pression, résulte de la forme et de la taille de l’objet. La traînée de pression est proportionnelle à la différence entre les pressions agissant à l’avant et à l’arrière du corps immergé et la zone frontale.