Buse

JetEdit

Un jet de gaz, un jet de fluide ou un hydrojet est une buse destinée à éjecter un gaz ou un fluide en un flux cohérent dans un milieu environnant. Les jets de gaz se trouvent couramment dans les cuisinières à gaz, les fours ou les barbecues. Les jets de gaz étaient couramment utilisés pour l’éclairage avant le développement de la lumière électrique. D’autres types de jets de fluide se trouvent dans les carburateurs, où des orifices calibrés lisses sont utilisés pour réguler le débit de carburant dans un moteur, et dans les jacuzzis ou les spas.

Un autre jet spécialisé est le jet laminaire. C’est un jet d’eau qui contient des dispositifs permettant de lisser la pression et le débit, et donne un écoulement laminaire, comme son nom l’indique. Cela donne de meilleurs résultats pour les fontaines.

Le jet de mousse est un autre type de jet qui utilise de la mousse au lieu d’un gaz ou d’un fluide.

Les buses utilisées pour alimenter en souffle chaud un haut fourneau ou une forge sont appelées des tuyères.

Les buses à jet sont également utilisées dans les grandes pièces où la distribution de l’air par des diffuseurs au plafond n’est pas possible ou pas pratique. Les diffuseurs qui utilisent des buses à jet sont appelés diffuseurs à jet où ils seront disposés dans les zones des murs latéraux afin de distribuer l’air. Lorsque la différence de température entre l’air soufflé et l’air ambiant change, le flux d’air soufflé est dévié vers le haut, pour fournir de l’air chaud, ou vers le bas, pour fournir de l’air froid.

Haute vitesseEdit

Une tuyère de la fusée Ariane-5

Fréquemment, le but d’une tuyère est d’augmenter l’énergie cinétique du fluide en écoulement au détriment de sa pression et de son énergie interne.

Les buses peuvent être décrites comme convergentes (se rétrécissant d’un large diamètre à un diamètre plus petit dans la direction de l’écoulement) ou divergentes (s’élargissant d’un diamètre plus petit à un diamètre plus grand). Une buse de Laval comporte une section convergente suivie d’une section divergente et est souvent appelée buse convergente-divergente (CD) (« con-di nozzle »).

Les buses convergentes accélèrent les fluides subsoniques. Si le rapport de pression de la buse est suffisamment élevé, alors l’écoulement atteindra la vitesse sonique au point le plus étroit (c’est-à-dire le col de la buse). Dans cette situation, on dit que la buse est étranglée.

En augmentant encore le rapport de pression de la buse, le nombre de Mach du col ne dépassera pas un. En aval (c’est-à-dire à l’extérieur de la buse), l’écoulement est libre de se dilater jusqu’à atteindre des vitesses supersoniques ; cependant, Mach 1 peut être une vitesse très élevée pour un gaz chaud car la vitesse du son varie comme la racine carrée de la température absolue. Ce fait est largement utilisé en fusée où des flux hypersoniques sont nécessaires et où les mélanges de propergols sont délibérément choisis pour augmenter encore la vitesse sonique.

Les tuyères divergentes ralentissent les fluides si l’écoulement est subsonique, mais elles accélèrent les fluides soniques ou supersoniques.

Les tuyères convergentes-divergentes peuvent donc accélérer les fluides qui se sont étranglés dans la section convergente jusqu’à des vitesses supersoniques. Ce processus de CD est plus efficace que de permettre à une tuyère convergente de se dilater de manière supersonique de manière externe.La forme de la section divergente garantit également que la direction des gaz qui s’échappent est directement vers l’arrière, car toute composante latérale ne contribuerait pas à la poussée.

Propulseurs

Article principal : Buse de propulsion

Un échappement à réaction produit une poussée nette à partir de l’énergie obtenue par la combustion du carburant qui s’ajoute à l’air induit. Cet air chaud passe à travers une buse à grande vitesse, une buse propulsive, qui augmente énormément son énergie cinétique.

L’augmentation de la vitesse d’échappement augmente la poussée pour un débit massique donné, mais l’adaptation de la vitesse d’échappement à la vitesse de l’air fournit le meilleur rendement énergétique. Cependant, des considérations de momentum empêchent les avions à réaction de maintenir leur vitesse tout en dépassant leur vitesse d’échappement. Les moteurs des avions à réaction supersoniques, tels que ceux des chasseurs et des avions SST (par exemple le Concorde) atteignent presque toujours les vitesses d’échappement élevées nécessaires au vol supersonique en utilisant une tuyère CD, malgré les pénalités de poids et de coût ; à l’inverse, les moteurs à réaction subsoniques emploient des vitesses d’échappement relativement faibles, subsoniques, et utilisent donc une simple tuyère convergente, voire des tuyères de dérivation à des vitesses encore plus faibles.

Les moteurs-fusées maximisent la poussée et la vitesse d’échappement en utilisant des tuyères convergentes-divergentes avec des rapports de surface très importants et donc des rapports de pression extrêmement élevés. Le débit massique est primordial car toute la masse propulsive est transportée avec le véhicule, et des vitesses d’échappement très élevées sont souhaitables.

MagneticEdit

Des tuyères magnétiques ont également été proposées pour certains types de propulsion, comme le VASIMR, dans lequel le flux de plasma est dirigé par des champs magnétiques au lieu de parois en matière solide.

SprayEdit

Article principal : Buse de pulvérisation

De nombreuses buses produisent une pulvérisation très fine de liquides.

  • Les buses à atomiseur sont utilisées pour la peinture au pistolet, les parfums, les carburateurs de moteurs à combustion interne, la pulvérisation de déodorants, d’antisudorifiques et de nombreuses autres utilisations similaires.
  • La buse à aspiration d’air utilise une ouverture dans la buse en forme de cône pour injecter de l’air dans un flux de mousse à base d’eau (CAFS/AFFF/FFFP) afin de faire  » mousser  » le concentré. On la trouve le plus souvent sur les extincteurs à mousse et les lignes de manutention de mousse.
  • Les buses à tourbillon injectent le liquide de manière tangentielle, et celui-ci s’enroule en spirale au centre, puis sort par le trou central. En raison du vortex, cela fait que le jet sort en forme de cône.

Edit d’aspirateur

Les buses d’aspirateur ont plusieurs formes différentes. Les buses d’aspirateur sont utilisées dans les aspirateurs.

Mise en forme

Certaines buses sont mises en forme pour produire un jet qui a une forme particulière. Par exemple, le moulage par extrusion est un moyen de produire des longueurs de métaux ou de plastiques ou d’autres matériaux ayant une section particulière. Cette buse est généralement désignée sous le nom de filière.

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