Etude de l'évaporation et du transfert de chaleur d'un film liquide mince en mouvement sur une paroi en présence d'un écoulement exterieur force PDF Download
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LE PRESENT TRAVAIL TRAITE DE L'EVAPORATION D'UN FILM MINCE SUR UNE PAROI ISOTHERME EN PRESENCE D'UN ECOULEMENT D'AIR CO-COURANT ET FORCE. LE MODELE DE CALCUL PROPOSE S'APPUIE SUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE CONTINUITE, DE BILAN DE QUANTITE DE MOUVEMENT, DE L'ENERGIE ET DE DIFFUSION. LES APPLICATIONS ENTREPRISES CONCERNENT L'ECOULEMENT SUR UNE PAROI PLANE ET SUR LA PAROI D'UN CYLINDRE CIRCULAIRE HORIZONTAL AVEC POUR OBJECTIFS LA DETERMINATION DES DISTANCES D'ASSECHEMENT DU FILM (CONCENTRATION DES EFFLUENTS) OU LE TRANSFERT DE CHALEUR (REFROIDISSEMENT DE CANALISATION CHAUDES, DETECTION DE POINTS CHAUDS)
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LE PRESENT TRAVAIL TRAITE DE L'EVAPORATION D'UN FILM MINCE SUR UNE PAROI ISOTHERME EN PRESENCE D'UN ECOULEMENT D'AIR CO-COURANT ET FORCE. LE MODELE DE CALCUL PROPOSE S'APPUIE SUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE CONTINUITE, DE BILAN DE QUANTITE DE MOUVEMENT, DE L'ENERGIE ET DE DIFFUSION. LES APPLICATIONS ENTREPRISES CONCERNENT L'ECOULEMENT SUR UNE PAROI PLANE ET SUR LA PAROI D'UN CYLINDRE CIRCULAIRE HORIZONTAL AVEC POUR OBJECTIFS LA DETERMINATION DES DISTANCES D'ASSECHEMENT DU FILM (CONCENTRATION DES EFFLUENTS) OU LE TRANSFERT DE CHALEUR (REFROIDISSEMENT DE CANALISATION CHAUDES, DETECTION DE POINTS CHAUDS)
Author: M'barek Feddaoui Publisher: Editions Universitaires Europeennes ISBN: 9783841784117 Category : Languages : de Pages : 140
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Ce travail porte sur l'etude de transfert couple de chaleur et de masse, lors de l'evaporation d'un film d'eau le long d'un tube vertical, en presence d'un ecoulement gazeux turbulent. La modelisation des ecoulements turbulents se base sur deux modeles differents. Un modele de viscosite turbulente dans le film liquide et un modele k-epsilon a bas Reynolds dans la phase gazeuse. La resolution du systeme non lineaire des equations aux derivees partielles regissant le probleme est faite par une methode aux differences finies en choisissant un maillage non uniforme, serre dans les zones a fort gradient et a l'interface gaz-liquide. L'etude du refroidissement d'un film d'eau par un ecoulement d'air le long d'un tube vertical a paroi adiabatique se fait de maniere efficace dans les cas suivants: faible debit du liquide, forte vitesse de l'air et a temperature du film elevee a l'entree. Le refroidissement d'une paroi chaude par un film d'eau presente deux modes de transferts thermiques nettement differents: le mode d'evaporation et le mode de refroidissement par convection. Le premier intervient a temperature elevee du film alors que le second devient preponderant a basse temperatu
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L’objectif de notre travail de thèse est consacré à l’étude de l’instabilité de l’interface liquide-gaz pour le phénomène de ruissellement d’un film liquide sur une plaque plane inclinée d’un angle par rapport à l’horizontale par le biais d’une méthode numérique pour le suivi spatio-temporelle intitulé PLIC-VOF pour 2 Piece Wise Linear Interface Calculation, Volume of Fluid 2. Notre étude de simulation consiste à observer une éventuelle présence des vaguelettes selon le nombre de Reynolds du film liquide. La modélisation des forces de tension superficielle par la méthode CSF 2Continuum Surface Force2, la détermination de la courbure de l’interface est déterminée par la méthode 2ALE-like scheme2. La résolution de l’équation de Navier-Stokes est réalisée par la méthode de la projection, la résolution du système d’équation linéaire est réalisé par la méthode itérative de gradient conjugué Bi-CGStab. Pour la résolution de l’équation de la chaleur, on a séparé les flux diffusifs et les flux convectifs. Les flux diffusifs sont estimés par différences finies explicites. On a utilisé la méthode de limitation de flux de type FCT2 Flux-Corrected Transport2 pour exprimer les flux convectifs. Nous avons effectué plusieurs tests afin de valider notre code de calcul. Pour l’advection, on a réalisé le test de translation pure, test de rotation solide, test du tourbillon unique et test du tourbillon unique. On a aussi testé la résolution de l’équation Navier-Stokes par les tests de l’écoulement de Poiseuille diphasique et de l’instabilité de Rayleigh-Taylor. La modélisation des forces de tensions superficielles est validé par les tests d’équilibre et oscillation d’une goutte. On a aussi validé le problème de la résolution de l’équation de la chaleur par l’évaporation d’une goutte soumis soit à un flux de chaleur ou champs de température uniformes. Nous présenterons aussi des résultats de simulations concernant le ruissellement d’un film liquide sur une plaque plane inclinée d’un angle par rapport au plan horizontale, nous avons pris ( Re= 24.41, Fr= , ), ( Re= 72.506, F r=0.2588, ), (Re=118.393, F r=0.4226, .) et ( Re=160.68, F r=0.5735, )
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UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA TRANSITION ENTRE LES REGIMES LAMINAIRE ET TURBULENT LORS DE L'EVAPORATION,EN CONVECTION FORCEE D'UN FILM D'EAU, RUISSELANT AUTOUR DE LA PAROI EXTERNE D'UNE ELLIPSE HORIZONTALE EST PRESENTEE. CETTE TRANSITION EST ANALYSEE A L'AIDE D'UN MODELE DE TURBULENCE METTANT EN JEU LES DIFFERENTS GRADIENTS DE PRESSION. LE FILM LIQUIDE S'ECOULE SOUS L'EFFET DE LA GRAVITE, DES GRADIENTS DES PRESSION DUS A L'ECOULEMENT POTENTIEL, A LA COURBURE ET/ OU A LA TENSION SUPERFICIELLE ET DES FORCES DE FROTTEMENT VISQUEUX. CE TRAVAIL EST BASE SUR LES APPROXIMATION DE LA COUCHE LIMITE, LES FLUIDES SONT CONSIDERES INCOMPRESSIBLES, LES TERMES D'INERTIE ET DE CONVECTION D'ENTHALPIE SONT RETENUS, ET LA CONTRAINTE DE CISAILLEMENT A L'INTERFACE LIQUIDE-VAPEUR EST SUPPOSEE NEGLIGEABLE. LES EQUATIONS DE TRANSFERT DANS LA PHASE LIQUIDE SONT DISCRETISEES A L'AIDE DU SCHEMA IMPLICITE AUX DIFFERENCES FINIES DEVELOPPE PAR KELLER. LES RESULTATS PRESENTES MONTRE EN PARTICULIER L'EXISTENCE DES TRANSITIONS LONGITUDINALE ET TRANSVERSALE, ENTRE LES REGIMES LAMINAIRE ET TURBULENT. L'INFLUENCE DES DIFFERENTS MODELES DE TURBULENCE AINSI QUE LES PRINCIPAUX PARAMETRES TELS QUE: LE DEBIT MASSIQUE PAR UNITE DE LONGUEUR, LE NOMBRE DE FROUDE,..., EST ILLUSTREE. UN NOMBRE DE REYNOLDS CRITIQUE EST DEFINI POUR CARACTERISTIQUE CETTE TRANSITION.
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LE PRESENT MEMOIRE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DE LA CONVECTION DE LA VAPEUR INDUIT PAR LE PROCESSUS EVAPORATION-CONDENSATION DANS UN DISTILLATEUR A RUISSELLEMENT. LA BASE DU DISTILLATEUR, SUR LAQUELLE S'ECOULE UN FILM LAMINAIRE DE SAUMURE, EST CHAUFFEE DE FACON A PROVOQUER UNE EVAPORATION CONTINUE DE LIQUIDE. LA PAROI OBLIQUE EST REFROIDIE DE MANIERE A CONDENSER LA VAPEUR SOUS LA FORME D'UN FILM LIQUIDE RUISSELANT EN INTRADOS. LES PHENOMENES COUPLES DE TRANSFERT DE CHALEUR, DE MASSE ET DE QUANTITE DE MOUVEMENT QUI SE PRODUISENT AU NIVEAU DES INTERFACES ENGENDRENT UN ECOULEMENT DE LA PHASE GAZEUSE SUPPOSEE CONSTITUEE ESSENTIELLEMENT DE VAPEUR. LES CONDITIONS LIMITES DE L'ECOULEMENT SONT ETABLIES EN EXPRIMANT LES LOIS D'EVOLUTION DES VITESSES, DES TEMPERATURES ET DES FLUX DE MATIERE AUX INTERFACES POUR DES CONDITIONS THERMIQUES PARIETALES IMPOSEES DU TYPE TEMPERATURE CONSTANTE OU FLUX DE CHALEUR CONSTANT. LES EQUATIONS STATIONNAIRES DU MOUVEMENT SONT DISCRETISEES SUIVANT DES SCHEMAS AUX DIFFERENCES FINIES D'ORDRE4, PUIS RESOLUES NUMERIQUEMENT PAR UNE METHODE ITERATIVE DE RELAXATION DU TYPE SOR. ON ETUDIE SUCCESSIVEMENT, LE CAS D'UN DISTILLATEUR CONTRE-COURANT ET CELUI D'UN DISTILLATEUR CO-COURANT. LES LIGNES DE COURANT ET D'ISO-VORTICITE AINSI QUE LE CHAMP DES VITESSES SONT VISUALISES POUR DIFFERENTES VALEURS DU NOMBRE DE REYNOLDS, DE L'ANGLE D'INCLINAISON DU PLAN DE CONDENSATION ET DES PARAMETRES THERMIQUES DE L'ECOULEMENT
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L'évaporation par convection naturelle laminaire d'un film d'eau ruisselant sur une paroi plane inclinée soumise à un flux de chaleur uniforme de densité constante est analysée numériquement et expérimentalement. Le couplage des équations qui régissent les transferts dans les deux phases est assuré par la continuité des densités de flux de chaleur et de masse ainsi que par celles des contraintes de cisaillement. Les équations de transferts adimensionnelles sont discrétisées par la méthode des volumes finis et résolues par les algorithmes de Gauss et de Thomas. L'adéquation entre le champ de vitesse et de pression est assurée par l'algorithme SIMPLE. Les épaisseurs des phases liquide et vapeur sont calculées respectivement à partir de l'équation du bilan thermique et massique à l'interface liquide-vapeur par la méthode de la sécante et d'une procédure itérative basée sur la vérification des conditions aux limites avec le milieu ambiant.Les résultats sont présentés sous forme de profils de vitesses, de températures et de concentrations de vapeur d'eau dans les deux phases ainsi que par les nombres de Nusselt et de Sherwood locaux et moyens. Nous analysons l'influence du débit d'eau, de la densité de flux de chaleur et de l'angle d'inclinaison de la plaque sur les épaisseurs des deux phases, les distributions de températures, les vitesses, les concentrations de vapeur d'eau et les valeurs locales et moyennes des nombres de Nusselt et de Sherwood. Les résultats montrent notamment que les transferts de chaleur et de masse ainsi que les épaisseurs des phases liquide et vapeur sont fortement influencés par le débit d'eau, la densité de flux de chaleur et l'angle d'inclinaison de la plaque.
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Ce travail est axé sur l'étude de l'évaporation lente d'un liquide confiné dans un tube capillaire de section carrée, en lien avec l'étude du phénomène de séchage. Dans un tel capillaire, si le liquide est suffisamment mouillant, des films liquides se forment par capillarité le long des coins internes. L'évaporation du liquide en sommet de film engendre un pompage capillaire et l'espèce volatile est alors transportée, sous phase liquide, au plus près du sommet du capillaire. Ce mode de transport dépend de la compétition entre les effets capillaires et les effets visqueux et de gravité qui s'opposent tous deux au mouvement du liquide vers le sommet du capillaire. Ces films liquides sont étudiés en adoptant une approche expérimentale. Le principe des expériences est de laisser un liquide volatil s'évaporer dans un tube capillaire carré. Plusieurs expériences d'évaporation sont réalisées en faisant varier la nature du liquide, la taille du capillaire et son orientation (horizontale et verticale). Une méthode de thermographie infra-rouge permet de mesurer le profil de température le long du capillaire. Le refroidissement induit par le changement de phase liquide-vapeur ainsi que sa position sont alors mesurables. A partir d'une méthode de visualisation par ombroscopie, plusieurs grandeurs sont mesurées : position du ménisque principal, taux d'évaporation et épaisseur relative des films. En s'appuyant sur une analyse simple du transfert de masse, on montre alors que les cinétiques d'évaporation obtenues expérimentalement se divisent en trois principales phases caractéristiques, ressemblant fortement aux trois périodes de la cinétique classique de séchage des milieux poreux capillaires. L'analyse de l'hydrodynamique des films montre qu'il est indispensable de prendre en compte l'arrondi interne des coins des capillaires dans la modélisation de l'écoulement au sein des films. On montre notamment que le phénomène étudié est très sensible à ce paramètre, qui limite l'extension des films. Ce travail expérimental a permis de développer une modélisation du transfert de masse dans la configuration étudiée, couplée à une modélisation de l'écoulement des films, et finalement de proposer un modèle de séchage d'un capillaire carré quantitativement satisfaisant.
Author: Lahcen El Omari Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 215
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Ce mémoire présente une étude numérique et expérimentale de l'évaporation d'un film liquide. Les études expérimentales ont été menées pour le cas où l'alimentation est effectuée par un dispositif de distribution d'eau en nappe, colonnes ou en gouttes. Cette dernière est effectuée dans le cas d'un film d'eau ruisselant sur un cylindre lisse horizontal afin de déterminer le nombre de Nusselt moyen et d'estimer le coefficient d'échange thermique local. L'utilisation du problème inverse de conduction de la chaleur (PICC) a permis de déterminer les conditions aux limites difficiles à mesurer telles que : la température de la surface et la densité de flux thermique sur tout le pourtour du cylindre. L'étude numérique est composée de deux parties : la première traite de l'évaporation d'un film liquide pure et de solutions aqueuses ruisselant autour d'un cylindre horizontal. La seconde traite de l'évaporation d'un film liquide tombant en nappe sur un cylindre horizontal.
Author: Mohamed El Armouzi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 127
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Ce travail concerne l'étude numérique de l'évaporation en convection mixte d'un film liquide binaire ruisselant sur la paroi externe du cylindre interne d'un système formé de deux cylindres coaxiaux.
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L'objectif de cette thèse est de contribuer à la simulation numérique des transferts de chaleur par conduction dans les parois, par rayonnement et par convection thermosolutale dans des cavités fermées ou dans des conduites. Dans la plupart des cas pratiques, les trois modes de transfert de chaleur sont fortement couplés lorsque le fluide en mouvement est un mélange de gaz. Le transfert de chaleur par convection naturelle associé à la condensation surfacique dans une cavité à deux dimensions, remplie d'air humide a été étudié numériquement. Les parois verticales, d'épaisseur finie, sont en contact avec une ambiance extérieure froide. La modélisation faiblement compressible permet à la fois de tenir compte de la diminution de la masse du mélange et de la pression thermodynamique. Egalement, une étude de la convection mixte associée à l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur les deux parois d'un canal vertical a été menée. Les effets des forces d'Archimède thermique et solutale sur le développement de l'écoulement ont été montrés. Les résultats ont été obtenus en considérant que les propriétés du mélange sont constantes ou basées sur la règle d'un tiers. Deux mélanges binaires de gaz parfaits air-vapeur et air-hexane ont été considérés en vertu de diverses conditions aux limites.
Author: Abderrahman Agunaoun
Author: Abderrahman Agunaoun
Author: M'barek Feddaoui
Author: Miloud Samir Belghoula
Author: Omar Ansari
Author: Timoléon Mbaikoua
Author: Rabii Mansour
Author: Fabien Chauvet
Author: Lahcen El Omari
Author: Mohamed El Armouzi
Author: Najma Laaroussi