Rev. Phys. Appl. (Paris) 22, 1081-1085 (1987)
DOI: 10.1051/rphysap:019870022090108100

Charges électriques convectées par des écoulements hautement turbulents

L. Marcano, G. Touchard et M. F. Morin

L.E.A., U.A. 191 du C.N.R.S., Laboratoire de Physique et Mécanique des Fluides, 40 avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers, France

Abstract
In the first part of this study we present two different models of the phenomenon of streaming current in turbulent flows. One is based on the ratio between the fluctuante radial velocity of the flow with the relaxation velocity of the diffuse layer ; the other one takes into account the eddy diffusity, but the theoretical studies already published with this model being always very rough, we tried in this paper to elaborate another theory from this modelisation. Thus the eddy diffusivity profile is settled and the equations of the charge transport established. The experimental work is related in the second part of the study for flows of L.N.G. (Liquefied Natural Gas). At least the streaming currents measured are compared with the theoretical predictions.

Résumé
La première partie de cette étude présente deux manières différentes d'aborder théoriquement le phénomène de transports de charges dans des écoulements turbulents : une basée sur le rapport entre la vitesse fluctuante radiale de l'écoulement et la vitesse de relaxation de la couche diffuse ; l'autre, basée sur la diffusité turbulente dont les modèles théoriques ont été jusqu'alors très grossiers. C'est pourquoi, nous nous sommes attachés à redéfinir correctement une telle modélisation. Pour celà, le profil de diffusivité est ensuite déterminé et les équations à résoudre dans le cas où théoriquement le phénomène d'électrisation est supposé contrôlé par la diffusivité turbulente sont explicitées. La deuxième partie décrit une étude expérimentale sur les courants d'écoulements dans le cas du G.N.L. (Gaz Naturel Liquéfié), qui nous permettra de vérifier la validité des prévisions théoriques.

PACS
4725 - Turbulent flows, convection, and heat transfer.

Key words
convection -- diffusion in liquids -- turbulence -- streaming current -- turbulent flows -- relaxation velocity -- eddy diffusivity -- charge transport