Author: Amine MreidenPublisher:
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Languages : fr
Pages : 302
Book Description
Etude de la structure de l'écoulement et du transfert de chaleur en convection mixte dans un tube de section circulaire
Author: Amine MreidenThermal Engineering
Author: ETUDE DE LA CONVECTION THERMIQUE POUR DES FLUIDES COMPLEXES S'ECOULANT DANS UN TUBE A PASSAGE DE COURANT
Author: Michel LaiPublisher:
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Languages : fr
Pages : 243
Book Description
L'OBJECTIF ULTIME DE CES TRAVAUX DE RECHERCHE EST LE DIMENSIONNEMENT D'UN ECHANGEUR ELECTRIQUE (TUBE A PASSAGE DE COURANT), DANS LEQUEL LA CHALEUR EST GENEREE AU SEIN MEME DU TUBE TRAVERSE PAR UN COURANT ELECTRIQUE. CES RECHAUFFEURS SONT CONSTITUES D'UN NOMBRE DONNE DE TUBES RECTILIGNES RELIES ENTRE EUX PAR DES COUDES NON CHAUFFES. CETTE TECHNOLOGIE EST PARTICULIEREMENT ADAPTEE AU TRAITEMENT THERMIQUE DES LIQUIDES AGROALIMENTAIRES, QUI SONT EN GENERAL NON NEWTONIENS, ET EVENTUELLEMENT FORTEMENT DEPENDANTS DE LA TEMPERATURE. LES FLUIDES DE TRAVAIL SONT DE DEUX TYPES (RHEOFLUIDIFIANT ET VISCOPLASTIQUE), LEUR LOI DE COMPORTEMENT MODELISANT UNE CLASSE IMPORTANTE DE LIQUIDES AGROALIMENTAIRES. L'ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT DE TELS FLUIDES EN CONDUITE ANNULAIRE NOUS CONDUIT A : - PROPOSER DES CORRELATIONS DECRIVANT LES ECHANGES THERMIQUES ET LES PERTES DE CHARGE POUR LE REGIME DE CONVECTION FORCEE, ADAPTEES AU TYPE DE LIQUIDE, AUX CONDITIONS AUX LIMITES IMPOSEES, AU REGIME ET A LA GEOMETRIE DE L'ECOULEMENT - QUANTIFIER LES EFFETS DE LA CONVECTION NATURELLE SUR LE COEFFICIENT D'ECHANGE DANS LE CAS DE LA CONVECTION MIXTE. PARALLELEMENT, UNE ETUDE EXPERIMENTALE RELATIVE A L'ECOULEMENT DE FLUIDES NON NEWTONIENS EN CONDUITE COURBE NOUS PERMET DE CARACTERISER L'INFLUENCE DE CETTE ZONE DE RACCORDEMENT SUR LA STRUCTURE DES CHAMPS DYNAMIQUE ET THERMIQUE.
Convection mixte dans une conduite isotherme et dans un échangeur de chaleur à tubes coaxiaux
Author: Ionut Marian VoicuPublisher:
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Languages : fr
Pages : 144
Book Description
Ce travail de recherche s’inscrit dans le contexte de l’approche des connaissances fondamentales de la convection mixte laminaire à l’intérieur des conduites. Pour cela, un travail tant numérique (code de calcul Fluent) que expérimental (technique PIV) a été entrepris. Dans une première partie, cette investigation s’articule autour de l’écoulement en convection mixte dans un tube incliné isotherme. Les résultats montrent l’influence de l’inclinaison du tube sur l’apparition, l’ampleur et la position des zones de renversement. La deuxième partie concerne le transfert thermique en convection mixte entre deux fluides. L’étude s’intéresse à une configuration verticale d’un échangeur de chaleur bitube avec des écoulements en parallèle. Nous concluons ainsi qu’un modèle basé seulement sur la convection forcée ou un modèle réduisant le transfert thermique à la paroi à une condition de type température (ou flux thermique) uniforme n’est pas satisfaisant ni suffisant pour les cas considérés.
Contribution à la caractérisation des structures et à l'analyse thermique d'un écoulement dans un canal horizontal uniformément chauffé par le bas
Author: Rani TaherPublisher:
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Languages : fr
Pages : 117
Book Description
L'essentiel de mon travail de recherche porte sur l'étude des instabilités thermoconvectives en convection mixte. Il comporte aussi bien des aspects expérimentaux que numériques.Dès qu'un fluide est chauffé, en présence ou non d'un écoulement forcé, des instabilités apparaissent en fonction des différents paramètres (thermiques, opératoires, géométrie,..). Pour ce qui est des dispositifs parcourus par un écoulement de convection mixte, la bibliographie est très riche concernant les écoulements de fluides tel que l'air mais reste limitée pour tout ce qui est écoulement d'eau et surtout dans les configurations avec une condition aux limites de flux imposé. Récemment, ces études ont suscité un intérêt pour les applications industrielles telles que la CVD et les échangeurs de chaleur en général et certains phénomènes naturels tels que la météo. Faisant suite à une série d'études d'écoulements de convection mixte, notamment en conduite cylindrique soumise à un flux uniforme à la paroi (coexistence de gradients thermiques horizontal et vertical), rectangulaire avec un gradient thermique horizontal et rectangulaire avec un gradient thermique vertical ; dans ce dernier cas, le rapport d'aspect considéré était égal à 2 ce qui a introduit des effets de bords non négligeables sur le développement des instabilités. L'objectif de mon travail était de comprendre le déclenchement des instabilités dans le cas du gradient thermique vertical sans subir les effets de bords. Ainsi, j'ai étudié l'écoulement de convection mixte dans un canal horizontal, à section rectangulaire, de grand rapport d'aspect transversal (B=10), chauffé uniformément par le bas à flux constant pour les paramètres de fonctionnement suivants : 20 ≤ Re ≤ 200, 0 ≤ Ra ≤ 106, Pr = 7. Les techniques de visualisation que j'ai mises en place m'ont permis de mettre en évidence l'existence de deux mécanismes d'initiation des rouleaux longitudinaux dans ce type de configuration. Pour les faibles valeurs du nombre de Rayleigh, les rouleaux sont initiés le long des parois latérales et se propagent progressivement jusqu'à envahir toute la section droite par un effet de cascade visqueuse. Au-delà d'une valeur critique du nombre de Rayleigh, de nombreuses paires de rouleaux apparaissent simultanément à une même abscisse, dans la zone centrale de la section droite, indépendamment du premier mécanisme grâce à une instabilité du type Rayleigh Bénard. Ces deux mécanismes d'initiation ont été observés expérimentalement et numériquement. La condition de flux imposé à la paroi basse fait que l'établissement thermique n'est jamais atteint ; nous assistons dans ce cas à une évolution longitudinale du régime d'écoulement qui peut s'étaler le long du canal. Ainsi, j'ai mis en évidence quatre zones d'écoulement : une zone I d'entrée ou de formation des rouleaux ; une zone II établie où les rouleaux longitudinaux ont envahi toute la section droite, ces rouleaux sont stationnaires ; une zone III correspondant au régime déstabilisé où les rouleaux adoptent un comportement chaotique et enfin la zone IV qui correspond au régime turbulent, les rouleaux ne sont plus identifiables. J'ai déterminé en fonction des paramètres de contrôle les longueurs caractéristiques pour les différentes zones et proposé des corrélations permettant de les calculer en fonction des nombres de Reynolds et de Rayleigh. Pour l'analyse thermique de ce type d'écoulement, j'ai développé et exploité une technique de fluorescence induite par plan laser (PLIF) pour déterminer le champ thermique dans les différentes sections transversales du canal pour les différentes gammes des paramètres. Cette caractérisation a également été effectuée numériquement. Les champs de température obtenus dans les différentes sections droites fluide ont permis la détermination du transfert de chaleur, notamment le nombre de Nusselt. J'ai déterminé le nombre de Nusselt à la paroi chauffée, moyenné dans la direction transversale Y et représenté sa variation selon la direction longitudinale X pour diverses valeurs du nombre de Rayleigh et de Reynolds. On retrouve la signature des deux mécanismes d'initiation au travers du profil longitudinal du nombre de Nusselt. On peut observer que le transfert convectif est fortement accru en convection mixte par rapport à la convection forcée pure, d'un rapport de 5 à 10 selon les valeurs des nombres de Reynolds et de Rayleigh. L'ensemble des résultats expérimentaux que j'ai obtenus ont permis, en fonction des nombres de Reynolds et de Rayleigh, l'établissement de corrélations du nombre de Nusselt, valables en convection mixte pour ce type d'écoulement. Ces corrélations ont été établies pour le régime d'entrée et le régime établi. La PLIF semble être une technique performante pour la mesure de la température du fluide. L'ensemble de ces résultats ont été rédigés en deux articles et ont été soumis pour publication.
Convection naturelle et convection mixte dans les thermosiphons verticaux chauffés à flux constant
Author: Anne-Marie DalbertPublisher:
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Languages : fr
Pages : 201
Book Description
LE PRESENT MEMOIRE PROPOSE UNE ETUDE DE L'ECOULEMENT LAMINAIRE EN CONVECTION NATURELLE ET MIXTE DANS UN CANAL VERTICAL BIDIMENSIONNEL FORME DE DEUX PLAQUES PLANES, VERTICALES, PARALLELES ET CHAUFFEES A FLUX CONSTANT. LES PARAMETRES DE L'ECOULEMENT SONT MIS EN EVIDENCE A PARTIR DE LA RESOLUTION, PAR UNE METHODE SEMI-ANALYTIQUE, DES EQUATIONS DE CONVECTION MIXTE, EN REGIME ETABLI. LES TRANSFERTS PARIETAUX AINSI QUE LES PROFILS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE DANS LE THERMOSIPHON SONT CALCULES EN CONVECTION NATURELLE PAR UNE METHODE NUMERIQUE AUX DIFFERENCES FINIES. LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT ET LE ROLE MOTEUR DE LA PRESSION MOTRICE SONT DISCUTES EN FONCTION DES VALEURS DU NOMBRE DE GRASHOF ET DU FACTEUR DE DISSYMETRIE DE FLUX DE CHALEUR PARIETAL. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT DE MEME VALIDES PAR COMPARAISON AVEC DES MESURES EXPERIMENTALES EFFECTUEES SUR DEUX DISPOSITIFS. LE NOMBRE DE REYNOLDS DE L'ECOULEMENT ET LES TRANSFERTS CONVECTIFS PARIETAUX SONT CALCULES DANS LA ZONE DE DEVELOPPEMENT DES COUCHES LIMITES, EN CONVECTION MIXTE, AVEC LE MEME TYPE DE METHODE NUMERIQUE. TROIS CAS SONT ENVISAGES: CONVECTION FORCEE FAVORISANT LA CONVECTION NATURELLE, CONVECTION FORCEE CONTRARIANT LA CONVECTION NATURELLE AVEC ECOULEMENT RESULTANT ASCENDANT OU DESCENDANT. LE PROBLEME DU BLOCAGE OU DU RENVERSEMENT DE L'ECOULEMENT EST DISCUTE DANS LE CAS OU LA CONVECTION FORCEE ET LA CONVECTION NATURELLE AGISSENT EN SENS CONTRAIRE L'UNE DE L'AUTRE. LES RESULTATS THEORIQUES DE L'ETUDE SONT APPLIQUES A LA MODELISATION D'UN SYSTEME PASSIF DE CLIMATISATION PAR EVAPORATION D'EAU DANS UNE CIRCULATION NATURELLE D'AIR. CE TYPE DE REFROIDISSEMENT TROUVE UNE APPLICATION INTERESSANTE DANS LES PAYS AU CLIMAT CHAUD ET RELATIVEMENT SEC
ETUDE DU TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONVECTION NATURELLE ET MIXTE DANS L'ESPACE DELIMITE PAR DEUX CYLINDRES CONCENTRIQUES VERTICAUX MUNIS DE PROTUBERANCES SINUSOIDALES
Author: AHMED.. HADJADJPublisher:
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 180
Book Description
L'AUTEUR PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DES TRANSFERTS DE CHALEUR PAR CONVECTION NATURELLE ET MIXTE EN REGIME LAMINAIRE DANS UN ESPACE DELIMITE PAR DEUX CYLINDRES CONCENTRIQUES VERTICAUX. IL ANALYSE EGALEMENT L'INFLUENCE DE PROTUBERANCES SINUSOIDALES DISPOSEES SUR LES SURFACES EXTERIEURE ET INTERIEURE, SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR. L'AUTEUR COMPLETE CE MEMOIRE PAR UNE ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DU MEME PHENOMENE DANS LA MEME CONFIGURATION MUNI CETTE FOIS-CI DE DEUX PROTUBERANCES SINUSOIDALES SUR LA SURFACE EXTERIEURE DU CYLINDRE INTERIEUR ET UNE AUTRE A FAIBLE AMPLITUDE SUR LA SURFACE INTERIEURE DU CYLINDRE EXTERIEUR. LA DISCRETISATION DES EQUATIONS QUI REGISSENT LES PHENOMENES EST BASEE SUR LA TECHNIQUE DES VOLUMES DE CONTROLE AUX DIFFERENCES FINIES. LE COUPLAGE ENTRE LA VITESSE ET LA PRESSION EST EFFECTUE A L'AIDE DE L'ALGORITHME SIMPLE. LES RESULTATS SONT PRESENTES SOUS FORME DE FONCTIONS DE COURANT, D'ISOTHERMES, DE PROFILS DE TEMPERATURE, DE VITESSES ET DE PRESSIONS ET SOUS FORME DE CORRELATIONS. ILS METTENT EN EVIDENCE LES EFFETS DES FORCES DE GRAVITATION SUR L'ECOULEMENT ET DE L'INTERACTION ENTRE CES FORCES ET LES FORCES CENTRIFUGES. LES PROTUBERANCES INTENSIFIENT LE TRANSFERT DE CHALEUR ET PERTURBENT L'ECOULEMENT. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX CARACTERISES PAR UNE VISUALISATION DE L'ECOULEMENT EN UTILISANT DE LA FUMEE D'ENCENS ET PAR LES MESURES DE TEMPERATURES DE SURFACE DU CYLINDRE EXTERIEUR A L'AIDE DE THERMOCOUPLES ET D'UNE CAMERA DE THERMOGRAPHIE INFRAROUGE SONT EN BON ACCORD AVEC LES RESULTATS THEORIQUES
CONTRIBUTION A L'ETUDE NUMERIQUE DES TRANSFERTS PAR CONVECTION NATURELLE ET PAR CONVECTION MIXTE DANS LES FLUIDES NON-NEWTONIENS CONFINES
Author: SAID.. TURKIPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Book Description
LES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS DANS DES FLUIDES EN PUISSANCE CONFINES DANS DES CAVITES VERTICALES CHAUFFEES DIFFERENTIELLEMENT SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. LES EQUATIONS DE CONSERVATION SONT RESOLUES, POUR UNE GEOMETRIE BIDIMENSIONNELLE, PAR UNE METHODE DE DIFFERENCES FINIES EN INTRODUISANT LE ROTATIONNEL DE LA VITESSE ET LA FONCTION DE COURANT COMME VARIABLES PRINCIPALES DU MOUVEMENT OU PAR UNE METHODE DE VOLUMES FINIS EN CONSERVANT LA PRESSION ET LA VITESSE COMME VARIABLES DYNAMIQUES DU PROBLEME. LES RESULTATS SE RAPPORTANT A DES SOLUTIONS DE POLYMERES (CMC) A DIFFERENTES CONCENTRATIONS MONTRENT QUE LES MOUVEMENTS DE CONVECTION NATURELLE SONT FORTEMENT REDUITS LORSQUE LA CONCENTRATION DU POLYMERE AUGMENTE. ON MONTRE, POUR UN MODELE GENERAL, COMMENT SE MODIFIE L'ECOULEMENT SELON LES VALEURS DES NOMBRES SANS DIMENSION QUE CARACTERISENT LE PROBLEME ET ON ETABLIT UNE CORRELATION PERMETTANT D'EVALUER LE FLUX DE CHALEUR TRANSFERE. DES SIMULATIONS D'ECOULEMENTS INDUITS PAR LES DEPLACEMENTS D'UNE OU DE DEUX PAROIS OPPOSEES MONTRENT D'ABORD LES EFFETS DU NOMBRE DE REYNOLDS ET DU RAPPORT DE FORME DE LA CAVITE SUR LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT. ON CONSIDERE ENSUITE UNE CAVITE CHAUFFEE ET L'ATTENTION EST PRINCIPALEMENT PORTEE SUR LA VARIATION DU FLUX TRANSFERE PAR CONVECTION FORCEE EN FONCTION DU NOMBRE DE PECLET. DES RESULTATS OBTENUS EN CONVECTION MIXTE SONT ENSUITE DISCUTES ET DES CRITERES DELIMITANT LES DIFFERENTS REGIMES CONVECTIFS SONT ETABLIS
Étude expérimentale des écoulements de convection mixte en conduite circulaire soumis à un flux de chaleur uniforme
Author: Marc SenécalETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DE LA CONVECTION MIXTE DANS UN ECOULEMENT DE POISEUILLE EN PRESENCE D'UNE DISSIPATION VOLUMIQUE D'ENERGIE PAR CONDUCTION ELECTRIQUE DIRECTE
Author: JEAN.. EL HAJALPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 187
Book Description
CE TRAVAIL CONCERNE L'ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DU COUPLAGE THERMO-ELECTROHYDRODYNAMIQUE DANS UN SYSTEME DE CHAUFFAGE VOLUMIQUE DE LIQUIDES IONIQUES PAR CONDUCTION ELECTRIQUE DIRECTE CHAUFFAGE OHMIQUE. IL S'AGIT DE CHAUFFER UN FLUIDE PAR EFFET JOULE EN UTILISANT LE PRODUIT MEME COMME RESISTANCE ELECTRIQUE. LE PRINCIPE AINSI QUE LES NOMBREUX AVANTAGES ET APPLICATIONS DE CE PROCEDE SONT PRESENTES. LA CONFIGURATION DE L'ETUDE CONSISTE EN UN ECOULEMENT LAMINAIRE DANS UN CANAL VERTICAL A SECTION RECTANGULAIRE AVEC DISSIPATION VOLUMIQUE D'ENERGIE. UN MONTAGE EXPERIMENTAL A PERMIS L'EXPLORATION DES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE. DIFFERENTES METHODES EXPERIMENTALES ONT ETE MISES EN UVRE : LA VELOCIMETRIE LASER A EFFET DOPPLER, LA VISUALISATION PAR FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER ET LA MESURE DE TEMPERATURE PAR THERMOCOUPLES. LES RESULTATS ONT PERMIS D'ANALYSER LE COUPLAGE DES PHENOMENES PHYSIQUES MIS EN JEU. CES RESULTATS ONT EGALEMENT SERVI A LA VALIDATION D'UNE VERSION SPECIFIQUE D'UN CODE DE CALCUL 3D EN VOLUMES FINIS, ESTET. L'ETUDE NUMERIQUE A PERMIS D'ABORDER DIFFERENTS ASPECTS DU PROBLEME. L'INFLUENCE DES PARAMETRES, TELS QUE LA VARIATION DES PROPRIETES PHYSIQUES, LA DENSITE DE CHAUFFAGE VOLUMIQUE ET LES CONDITIONS AUX LIMITES, A ETE ANALYSEE. L'UNIFORMITE DU CHAUFFAGE A ETE CARACTERISEE. UNE COMPARAISON AVEC UN CHAUFFAGE PARIETAL A FLUX CONSTANT A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE CETTE HOMOGENEITE DE LA TEMPERATURE PLUS IMPORTANTE DANS LE CAS DU CHAUFFAGE VOLUMIQUE. UNE PREMIERE PHASE D'UNE ETUDE CONCERNANT LE CONTROLE ACTIF D'UN TEL SYSTEME A ETE REALISEE. LE BUT FINAL CONSISTE A DETERMINER UNE BOUCLE DE CONTROLE PERMETTANT D'OPTIMISER LE SYSTEME SELON DES CRITERES PROPRES A L'APPLICATION VISEE. UNE ANALYSE LINEAIRE DE STABILITE DANS LE CAS D'ECOULEMENT FORCE EN REGIME ETABLI A ETE REALISEE. LA REPONSE D'UN TEL ECOULEMENT A UN ECHELON DE CHAMP ELECTRIQUE A ETE ETUDIEE GRACE A UNE SIMULATION NUMERIQUE. LA CONVECTION NATURELLE EN CAVITE SOUS L'EFFET DU CHAMP ELECTRIQUE A ETE ETUDIEE. IL S'AGIT D'ETUDIER LA CONVECTION NATURELLE AVEC CHAUFFAGE VOLUMIQUE. AINSI QUE L'EFFET EVENTUEL DE LA FORCE ELECTRIQUE DANS CE SYSTEME. UN MONTAGE EXPERIMENTAL ET UN MODELE NUMERIQUE ONT ETE DEVELOPPES. LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT ET DES REGIMES QUI APPARAISSENT DANS CETTE CONFIGURATION SONT CARACTERISES.