zone de turbulence

Le régime turbulent est un état d'écoulement caractérisé par des mouvements instables et riches en tourbillons. La vitesse et la pression fluctuent localement et dans le temps. Il se forme des tourbillons de tailles différentes.

Le contraire de l'écoulement turbulent est l'écoulement laminaire. Cette différence peut être illustrée de manière parlante sur un écoulement en conduite. Si un liquide s'écoule lentement dans une conduite, l'écoulement est laminaire. S'il s'écoule rapidement, l'écoulement devient turbulent. Cette transition est décrite par le nombre de Reynolds. Dans les écoulements en conduite, on considère typiquement un régime turbulent à partir d'environ Re > 4000.

Le nombre de Reynolds décrit le rapport entre les forces d'inertie et les forces visqueuses dans un écoulement. Des nombres de Reynolds faibles indiquent un écoulement laminaire. Des nombres de Reynolds élevés indiquent un écoulement turbulent.

Re = ρ ⋅ u⋅ d​ / μ

• Re est le nombre de Reynolds (–), adimensionnel
• ρ est la densité du liquide
• u est la vitesse caractéristique
• d est la longueur caractéristique ou le diamètre hydraulique
• μ est la viscosité dynamique

Ce principe peut être transposé conceptuellement à l'écoulement dans des mélangeurs de poudre. Une rotation à grande vitesse du rotor de coupe entraîne une forte mise en tourbillon des particules de poudre et conduit ainsi à un état semblable à la turbulence. En revanche, l'écoulement de cisaillement lent et peu poussiéreux, qui résulte de la vis de malaxage, correspond à un mécanisme de transport ordonné et laminaire.

En génie des procédés, la turbulence est utilisée de manière ciblée pour intensifier le mélange, le transfert de chaleur et le transport de matière. Parallèlement, un écoulement de cisaillement ordonné peut être avantageux pour minimiser la formation de poussière et la destruction des particules.