The study of the fluid flow in the piston-cylinder assembly gap for optimizing the deformation coefficient calculation. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2013

The study of the fluid flow in the piston-cylinder assembly gap for optimizing the deformation coefficient calculation.

Etude du régime d'écoulement du fluide dans le jeu d'un ensemble piston-cylindre en vue de l'optimisation du calcul du coefficient de déformation.

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Abstract

The pressure balances are utilized in the metrology of the static pressure. TheEuropean project as "Euromet 463" has underlined the lack of agreement between experimentalmeasurements and calculations of the parameters necessary for the pressure balance. Thepiston fall rate is, in particular, an essential parameter in the calibration procedure. The aim ofthe thesis is the adjustment of methods for estimating the piston fall rate. This will improve thecharacterization of the gap, determine the effective area more precisely and consequentlyimprove the uncertainty on the pressure distortion coefficient, a key parameter for the calibrationby comparison. lndeed, the former quasi one-dimensional madel assimilates the gap betweenpiston and cylinder as formed by two parallel walls, which is an approximation. ln this study, theequations of the fluid flow are modified to evaluate the influence of the model in an annular gapmadel. ln addition, corrections due to the velocity of the piston wall are taken into account. Thisresearch work is applied on the piston-cylinder units 50, 200 and 1000 MPa of the Laboratoirenational de métrologie et d'essais (LNE). Taking into consideration the variability of parameterssuch as geometry or fluid properties, a comparison between the experiment and the calculationis carried out.
Les balances manométriques sont utilisées en métrologie des pressions statiques.Des projets européens tel qu'Euromet 463 ont mis en évidence des écarts systématiques entreles mesures expérimentales et les calculs des paramètres nécessaires à la caractérisation desbalances de référence. La vitesse de chute du piston est l'un d'eux pourtant essentiel dans laprocédure d'étalonnage. L'objectif des travaux de thèse est l'ajustement des méthodesd'estimation de cette vitesse de chute. Cela permettra d'améliorer la caractérisation du jeuinterne de la balance, de déterminer plus précisément la section effective de ce jeu et parconséquent d'améliorer l'incertitude portant sur le coefficient de déformation, paramètre clé del'étalonnage par comparaison. Jusqu'à présent le modèle de calcul de l'écoulement du fluidedans la balance était quasi unidimensionnel. Il assimilait le jeu entre le piston et le cylindre àdeux parois parallèles. Dans cette étude, les équations de l'écoulement du flu ide sont modifiéespour évaluer l'influence du modèle dans un jeu annulaire. Les corrections dues à la vitesse dechute du piston sont également prises en compte. Les calculs des déformations des structuressont réalisés en utilisant la méthode des éléments finis. Les travaux expérimentaux portent surdes ensembles piston-cylindre 50, 200 et 1000 MPa du Laboratoire National de Métrologie etd'Essais (LNE). Une confrontation calcul-expérience est réalisée en prenant en compte lesparamètres de variabilités tels que la géométrie ou les propriétés du fluide.
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pastel-00918486 , version 1 (13-12-2013)

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  • HAL Id : pastel-00918486 , version 1

Cite

Padipat Wongthep. Etude du régime d'écoulement du fluide dans le jeu d'un ensemble piston-cylindre en vue de l'optimisation du calcul du coefficient de déformation.. Autre. Ecole nationale supérieure d'arts et métiers - ENSAM, 2013. Français. ⟨NNT : 2013ENAM0041⟩. ⟨pastel-00918486⟩
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