Qu'est-ce qu'un vélocimètre?

Un vélocimètre est un dispositif utilisé pour mesurer la vitesse des fluides et des gaz. Certains vélocimètres mesurent les mouvements des particules qui ont été en suspension dans le liquide, tandis que d'autres utilisent uniquement la lumière réfléchie des lasers. L'étude de la vitesse des fluides et des gaz est appelée vélocimétrie.

Un vélocimètre peut être utilisé pour mesurer deux types différents de dynamique des fluides. Une "spécification lagrangienne du champ d'écoulement" est lorsque les particules sont tombées dans le fluide et que leurs mouvements sont observés. Ceci est similaire à regarder un bâton transporté par le courant ou pris au tourbillon. Une "spécification eulérienne du champ d'écoulement" observe un point spécifique dans l'écoulement sur une période de temps. Ceci est analogue à s'asseoir sur la rive et à regarder un pliage d'une rivière.

La vitesse des particules est lorsque les particules sont introduites dans l'eau et que leur vitesse est mesurée. Les particules peuvent être de minuscules gouttelettes d'eau ou d'huile, ou des pastilles de métal et de verre. Un vélocimètre mesure la vitesse de ces pairticles en prenant une photo d'eux à un moment donné de leur mouvement dans le ruisseau. Ensuite, une autre photo est chronométrée pour être prise quelques instants plus tard. Les deux photos seront comparées et la vitesse globale du liquide sera déterminée.

La "caméra" utilisée pour prendre les photos des particules est un faisceau laser. Deux lentilles s'apladent et élargissent le faisceau afin de créer un flash court, qui est ensuite analysé pour créer une image bidimensionnelle ou 2D. Les lasers sont utilisés car les particules sont en mouvement rapide et microscopiques. Une lentille de caméra normale ne peut pas s'ouvrir et s'arrêter assez rapidement pour capturer leurs mouvements.

Un autre type de vélocimètre est appelé vélocimètre Doppler. Dans ce type de vélocimétrie, les réflexions de la lumière sont mesurées à la place des particules. Le vélocimètre dirige un faisceau laser sur les artères d'un patient, par exemple, et la façon dont la lumière se reflète sur le sang en mouvement indiquera au technicien commentEh bien, le sang circule. Ce type de mesure provient de l'effet Doppler, lorsque la vitesse de la lumière peut être jugée en mesurant la fréquence d'une vague par rapport à l'observateur.

La vélocimétrie

a de nombreuses applications pratiques. Un vélocimètre peut déterminer le "tourbillon" des gaz et des fluides dans les moteurs à combustion, les fours, les séchoirs à pulvérisation et les usines de traitement chimique. La connaissance de la façon dont les liquides se déplacent dans les machines aident les concepteurs à planifier l'usure et à déchirure et à diagnostiquer les problèmes et à la pratique globale du système. Étant donné que la vélocimétrie laser n'est pas invasive, elle peut également être utilisée dans le cadre des procédures médicales.