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Le saviez-vous ? La vérité derrière l'unité magique du flux d'air !
Le flux d'air, ou flux d'air, fait référence au mouvement de l'air. L'air est un fluide et les particules s'écoulent naturellement des zones à haute pression vers les zones à basse pression. La pression atmosphérique est étroitement liée à l'altitude, à la température et à la composition. En ingénierie, le débit d’air fait référence à la quantité d’air traversant un équipement spécifique par unité de temps. Celui-ci peut être décrit en termes de débit volumique ou de débit massique, le lien entre les deux étant déterminé par la densité de l'air, qui est fonction de la loi des gaz parfaits. Le mouvement de l'air peut être initié par des moyens mécaniques (comme le fonctionnement d'un ventilateur électrique ou manuel), ou il peut se produire passivement par des différences de pression présentes dans l'environnement.
Types de mouvements d'air
Comme d’autres fluides, l’air peut présenter des modes d’écoulement laminaire et turbulent.
Lorsque l'air traverse des géométries telles que des conduits, des conduits larges, des canaux ouverts ou des profils aérodynamiques, la taille et la forme du profil d'écoulement peuvent être affectées par divers facteurs, notamment les propriétés du fluide, sa structure physique et son énergie. ajout de composants tels que le rôle des pompes.L'écoulement laminaire se produit lorsque l'air s'écoule doucement et présente un profil de vitesse parabolique ; un écoulement turbulent se produit lorsque des irrégularités se produisent lors de l'écoulement du fluide, modifiant la direction du mouvement et rendant le profil de vitesse plat.
Unité de débit d'air
Les unités typiques pour exprimer le débit d'air sont :
- Calculé par volume : m3/min (mètres cubes par minute), m3/h (mètres cubes par heure), ft3/h (pieds cubes par heure), ft3/min (pieds cubes par minute), l/s (litres par seconde)
- Calculé en masse : kg/s (kilogrammes par seconde)
Le débit d'air peut également être décrit en termes de changements d'air par heure (ACH), qui représentent le remplacement complet du volume d'air remplissant l'espace en question. Dans le domaine de la science du bâtiment, des valeurs ACH plus élevées correspondent souvent à des enveloppes plus étanches dans les bâtiments plus anciens.
Instruments de mesure du débit d'air
Les instruments qui mesurent le débit d'air sont appelés débitmètres d'air, tandis que les anémomètres peuvent également être utilisés pour mesurer la vitesse du vent et le débit d'air intérieur. Il existe différents types d'anémomètres, notamment les anémomètres à sonde droite conçus pour mesurer la vitesse de l'air, les anémomètres à palettes rotatives et les anémomètres à bulbe chaud conçus pour mesurer le volume du flux d'air. Ces instruments peuvent utiliser des fils ultrasoniques ou résistifs pour mesurer le transfert d'énergie entre l'appareil de mesure et les particules qui passent.
Par exemple, un anémomètre à fil chaud peut calculer les débits d'air en analysant la température réduite du fil, car la résistance du métal change avec la température, affectant les effets du refroidissement par convection.
Simulation du flux d'air
Le flux d’air peut être simulé grâce à la modélisation de la dynamique des fluides computationnelle (CFD) ou observé expérimentalement grâce au fonctionnement d’une soufflerie. Cela peut être utilisé pour prédire les modèles de flux d’air autour des voitures, des avions et des navires, ainsi que l’infiltration de gaz dans les enveloppes des bâtiments. Les modèles CFD sont capables de suivre le flux de solides à travers le système et peuvent donc être utilisés pour analyser les concentrations de polluants dans les environnements intérieurs et extérieurs.
Équipement de contrôle du débit d'air
Un dispositif utilisé pour réguler le débit d’air dans un conduit est appelé registre. Un tel dispositif peut être utilisé pour augmenter, diminuer ou arrêter complètement le flux d’air. Les appareils plus sophistiqués sont appelés appareils de traitement de l'air, qui non seulement régulent le flux d'air, mais également le génèrent et le traitent.
Objectif du flux d'air
La mesure du débit d'air est nécessaire dans de nombreuses applications telles que la ventilation (pour déterminer la quantité d'air remplacée), la transmission pneumatique (pour contrôler la vitesse de l'air et la phase de transport) et les moteurs (pour contrôler le rapport air/carburant). La pneumatique est une branche de la dynamique des fluides qui se concentre sur la mesure, la simulation et le contrôle du débit d'air. La gestion des flux d'air est une préoccupation dans des domaines aussi divers que la météorologie, l'aviation, la médecine, le génie mécanique, le génie civil, l'ingénierie environnementale et les sciences du bâtiment.
Débit d'air dans les bâtiments
Dans la science du bâtiment, l’accent est souvent mis sur l’opportunité du mouvement de l’air, comme la ventilation et l’infiltration contrastées. La ventilation est définie comme l’introduction d’air frais extérieur dans un autre espace intérieur et l’évacuation simultanée de l’air intérieur évacué vers l’extérieur. Ceci peut être réalisé par des moyens mécaniques (tels que l'utilisation de persiennes d'admission d'air ou de registres et de ventilateurs pour induire le flux d'air à travers les conduits) ou de stratégies passives (également connues sous le nom de ventilation naturelle).
La ventilation naturelle présente un avantage économique par rapport à la ventilation mécanique car elle nécessite généralement moins d'énergie pour fonctionner mais ne peut être utilisée qu'à certains moments et dans des conditions extérieures.
La relation entre le débit d'air, le confort thermique et la qualité globale de l'environnement intérieur
Le mouvement de l'air est essentiel lorsqu'il est pris en compte dans la conception pour répondre aux normes de confort thermique des occupants. Différents taux de mouvement de l'air peuvent affecter positivement ou négativement la perception de la chaleur ou du froid d'un individu, affectant ainsi son confort. Un mouvement d'air (ventilation) adéquat, correctement contrôlé et conçu est important pour la qualité globale de l'environnement intérieur (QEI) et la qualité de l'air intérieur (QAI), car il fournit l'air frais nécessaire et des émissions d'échappement efficaces.
Comprendre le mystère du flux d'air nous permettra peut-être de mieux contrôler et d'améliorer notre cadre de vie. En ressentirez-vous le charme ?
