Etude de l'influence d'un obstacle sur le transfert thermique convectif en convection naturelle PDF Download
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Book Description
L’étude menée concerne l'influence d'un obstacle bidimensionnel sur le transfert thermique convectif en convection naturelle sur une plaque plane verticale. Une étude bibliographique présente tout d'abord les phénomènes physiques sur une plaque plane verticale. On présente également des travaux antérieurs concernant l'influence d'un obstacle sur le transfert convectif. La partie expérimentale de ce travail a tout d'abord été axée sur la validation du banc d'essais en configuration plaque plane verticale ainsi que de la démarche expérimentale. Pour calculer la distribution du coefficient d'échange local à partir de la mesure de la distribution de la température de surface, nous avons développé une méthode d'identification permettant de résoudre certains problèmes liés à l'utilisation de la thermographie infrarouge. Cette étude numérique a été validée sur des cas test ainsi que sur des cas expérimentaux. Finalement, nous présentons des distributions locales du coefficient d'échange convectif dans le cas d'une plaque plane verticale en présence d'un obstacle. Nous présentons également l'influence de certains paramètres sur ces distributions locales. En outre, des visualisations d'écoulements ont permis de faire un parallèle entre les distributions du coefficient d'échange et la dynamique autour de l'obstacle. De cette étude locale, nous en avons déduit l'influence de l'obstacle sur les performances convectives globales. Dans toutes les configurations que nous avons testées, nous avons obtenu des diminutions de l'ordre de 20% de l'échange convectif comparativement au cas de la plaque plane.
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L’étude menée concerne l'influence d'un obstacle bidimensionnel sur le transfert thermique convectif en convection naturelle sur une plaque plane verticale. Une étude bibliographique présente tout d'abord les phénomènes physiques sur une plaque plane verticale. On présente également des travaux antérieurs concernant l'influence d'un obstacle sur le transfert convectif. La partie expérimentale de ce travail a tout d'abord été axée sur la validation du banc d'essais en configuration plaque plane verticale ainsi que de la démarche expérimentale. Pour calculer la distribution du coefficient d'échange local à partir de la mesure de la distribution de la température de surface, nous avons développé une méthode d'identification permettant de résoudre certains problèmes liés à l'utilisation de la thermographie infrarouge. Cette étude numérique a été validée sur des cas test ainsi que sur des cas expérimentaux. Finalement, nous présentons des distributions locales du coefficient d'échange convectif dans le cas d'une plaque plane verticale en présence d'un obstacle. Nous présentons également l'influence de certains paramètres sur ces distributions locales. En outre, des visualisations d'écoulements ont permis de faire un parallèle entre les distributions du coefficient d'échange et la dynamique autour de l'obstacle. De cette étude locale, nous en avons déduit l'influence de l'obstacle sur les performances convectives globales. Dans toutes les configurations que nous avons testées, nous avons obtenu des diminutions de l'ordre de 20% de l'échange convectif comparativement au cas de la plaque plane.
Author: Publisher: ISBN: Category : Mathematics Languages : en Pages : 396
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Annotation These 50 papers from the November 2002 conference in New Orleans represent recent advances in materials processing science, damage mechanics, and the mechanics of granular materials. They also discuss: electric and magnetic phenomena in micro and nano-scale systems; design and manufacture of composites; and, the processing, characterization, and modeling of novel nanoengineering and surface engineered materials. Annotation (c)2003 Book News, Inc., Portland, OR (booknews.com).
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UNE ETUDE EXPERIMENTALE EST REALISEE POUR EVALUER LES CARACTERISTIQUES DE TRANSFERT DE CHALEUR, EN CONVECTION NATURELLE, D'UN SYSTEME DE PLAQUES VERTICALES CONSTITUTIVES D'UN ECHANGEUR. L'EXPERIENCE EST REALISEE DANS L'AIR ET LES PLAQUES SONT CHAUFFEES A PUISSANCE CONSTANTE. L'INFLUENCE DU NOMBRE ET DE L'ESPACEMENT DES PLAQUES SUR LE TRANSFERT CONVECTIF EST ETUDIEE. UNE COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS AVEC CEUX D'UN PLAN CONTINU DE MEME SURFACE, MONTRE QUE LE TRANSFERT DE CHALEUR PEUT ETRE AMELIORE DE 58% AVEC CE TYPE D'ECHANGEUR. UNE RELATION EST PROPOSEE POUR EVALUER LE COEFFICIENT D'ECHANGE CONVECTIF MOYEN DE L'ECHANGEUR FORME EN FONCTION DE L'ESPACEMENT ET DU NOMBRE DE PLAQUES. LES CHAMPS DE TEMPERATURE ET DE VITESSE SONT DETERMINES NUMERIQUEMENT DANS LE PANACHE DEVELOPPE AU-DESSUS D'UNE PLAQUE
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CE MEMOIRE VISE A MONTRER QUE L'INFLUENCE DU RAYONNEMENT THERMIQUE EST SOUVENT NON NEGLIGEABLE LORS DES ETUDES EXPERIMENTALES DES ECOULEMENTS DE CONVECTION NATURELLE DANS LES CAVITES DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEES ET A GRAND NOMBRE DE RAYLEIGH. CE TRAVAIL DE RECHERCHE SUR LES COUPLAGES CONVECTION-RAYONNEMENT EN CAVITE FERMEE EST DANS UN PREMIER TEMPS ESSENTIELLEMENT EXPERIMENTAL. NOUS AVONS CONSTRUIT POUR CELA UNE MAQUETTE A RAPPORT DE FORME VOISIN DE L'UNITE POSSEDANT QUATRE PAROIS THERMOREGULABLES. LE NOMBRE DE RAYLEIGH RELATIF A LA HAUTEUR EST COMPRIS ENTRE 3.10 8 ET 1.10 9. LES CHAMPS DE TEMPERATURE SONT EXAMINES PAR INTERFEROMETRIE HOLOGRAPHIQUE EN TEMPS REEL (IHTR) AU VOISINAGE D'UNE PAROI CHAUDE. CELLE-CI EST SOIT LA FACE HORIZONTALE SUPERIEURE (CONFIGURATION PLAFOND CHAUD) SOIT UNE FACE VERTICALE PREPAREE EN VUE DE PRESENTER UNE EMISSIVITE PROCHE DE 0.07 OU PROCHE DE 0.9. DEUX GAZ DE REMPLISSAGE AUX PROPRIETES D'ABSORPTION DIFFERENTES SONT UTILISES : L'ARGON TRANSPARENT DANS L'INFRAROUGE AFIN D'AVOIR UNE REFERENCE SANS LES EFFETS DU RAYONNEMENT ET LE DIOXYDE DE CARBONE, ABSORBANT. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT DES EFFETS MESURABLES DU TRANSFERT RADIATIF SUR LES ECOULEMENTS DE CONVECTION NATURELLE. A LA SORTIE DES COUCHES LIMITES, LA NATURE DU GAZ AINSI QUE L'EMISSIVITE DES PAROIS ONT UNE INFLUENCE NON NEGLIGEABLE SUR LES PROFILS DE TEMPERATURE. POUR LA CONFIGURATION PLAFOND CHAUD, LE RAYONNEMENT ENTRAINE LA MISE EN MOUVEMENT DE L'ENSEMBLE DU FLUIDE A DES VITESSES DE L'ORDRE DU MILLIMETRE PAR SECONDE QUI, INTEGREES SUR DES SURFACES DE PLUSIEURS METRES CARRES, CONDUISENT A DES DEBITS ASCENDANTS IMPORTANTS AU SEIN DE LA CAVITE. CONCERNANT, LES ECHANGES DE CHALEUR ENTRE LA PAROI CHAUDE ET LE FLUIDE, LE COUPLAGE INDUIT DES DIFFERENCES OBSERVABLES MAIS SANS RAPPORT AVEC LES RESULTATS DE F. YGUEL A RAYLEIGH PLUS ELEVE DANS L'AIR. LES MECANISMES DE COUPLAGE RAYONNEMENT-CONVECTION EN CAVITE SONT ANALYSES EN DETAIL SUR LA BASE DE NOS RESULTATS DE MESURE PAR IHTR, ACCOMPAGNES DE CAMPAGNES DE SIMULATIONS NUMERIQUES BIDIMENSIONNELLES. IL S'AGIT D'UN CODE COMBINANT UN ALGORITHME RADIATIF DE TYPE MONTE-CARLO AVEC LA PRISE EN COMPTE DES PROPRIETES D'ABSORPTION D'UN GAZ REEL ET UN MODELE CONVECTIF DE TYPE VOLUME FINI DANS LE CADRE DU FORMALISME D'EVOLUTION PAR TRANSFERT (T.E.F.).
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L'amelioration des transferts thermiques par voies passives constitue un enjeu economique majeur. En effet, l'absence d'objets mobiles permet un entretient moins couteux et ne necessite aucun apport d'energie supplementaire. Cet ouvrage tente a tester une methode passive basee sur les dispositions relatives des objets chauffants afin d'ameliorer la regeneration d'air et permettre ainsi une amelioration de l'efficacite de refroidissement. L'etude se devise en deux parties. La premiere est traitee numeriquement et s'interesse au transfert de chaleur par convection forcee dans un canal en presence d'obstacles chauffants, simulant des composants electroniques avec differentes dispositions. Quant a la seconde, elle est experimentale, et traite le transfert de chaleur par convection naturelle autour d'obstacles attaches a une paroi avec differents angles d'inclinaison."
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L'étude menée concerne l'influence d'un obstacle bidimensionnel sur le transfert thermique dans une configuration annulaire. L'existence de l'obstacle collé à l'une des parois ou à l'intérieur du domaine, modifie de façon significative l'intensité et la structure de l'écoulement ainsi que les transferts qui s'y rattachent sans modification de la géométrie (taille ) de l'échangeur. L'effet engendré par l'inclusion de l'anneau (désigné par le terme obstacle) sur la structure de l'écoulement et sur les transferts a été analysé à la fois en régime permanent et transitoire. Les différents paramètres de contrôle d'un tel problème sont analysés. Nous avons montré que la présence de l'obstacle augmente d'une part la résistance thermique et entraîne une diminution du transfert de chaleur et d'autre part, elle augmente la surface d'échange ce qui est favorable au transfert de chaleur. Ce transfert peut donc augmenter ou diminuer selon le mécanisme dominant. Les résultats trouvés montrent par ailleurs, que l'utilisation des obstacles conducteurs perforés au lieu des obstacles pleins entraîne l'augmentation du transfert.
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Cette étude porte sur l'amélioration du transfert convectif sur plaque plane par ajout d'éléments perturbateurs. L'objectif final de cet axe de recherche est de pouvoir conclure quant à l'utilisation d'obstacles décollés de la paroi en terme d'alternative fiable pour l'amélioration du transfert convectif sur plaque plane. Dans ce cadre, cette thèse constitue une première étape. Elle est consacrée à l'étude des phénomènes de transfert thermique autour d'un obstacle unique et bidimensionnel. Une étude bibliographique a permis de mettre en exergue la pertinence et l'intérêt de la présente étude. En effet, relativement peu d'études ont été consacrées à l'utilisation d'obstacles décollés de la paroi, ainsi qu'à la dynamique autour des obstacles. Une étude expérimentale est menée afin de caractériser l'influence des paramètres géométriques sur le transfert thermique et la dynamique autour de l'obstacle. La répartition du coefficient d'échange est obtenue par thermographie infrarouge, l'obstacle étant choisi dans un matériau semi-transparent aux rayonnements infrarouges (znse) pour obtenir le maximum d'information, même sous l'obstacle. Les mesures dynamiques sont effectuées à l'aide d'un fil chaud et d'une technique de PIV. L'interaction entre les structures de l'écoulement et le transfert thermique est mise en évidence. Par ailleurs, une étude numérique est effectuée dans le but de tester l'efficacité d'un code de calculs industriels quant à la prédiction des phénomènes convectifs sur plaque plane en présence d'un obstacle. Ainsi, l'étude expérimentale permet également de recueillir des données dans le but de les comparer avec les résultats issus du code de calculs, afin de conclure sur sa bonne utilisation quant à la prédiction des phénomènes de transfert pour ce type de configurations d'obstacles.
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LES PAROIS ACTIVES SONT VERTICALES TANDIS QUE LES PAROIS PASSIVES SUPERIEURE ET INFERIEURE SONT INCLINEES D'UN ANGLE ALPHA PAR RAPPORT A L'HORIZONTALE. LES QUATRE PAROIS PASSIVES SONT CONSTITUEES DE POLYSTYRENE. LES PAROIS ACTIVES SONT MAINTENUES ISOTHERMES ET DIFFERENTIELLEMENT CHAUFFEES. RESULTATS OBTENUS EN FAISANT VARIER L'ANGLE D'INCLINAISON ALPHA ENTRE -75 ET +75 DEGRE, LE RAPPORT DE FORME ET L'ECART DE TEMPERATURE ENTRE LES PAROIS ACTIVES. ON MONTRE L'INFLUENCE SENSIBLE DES CONDITIONS AUX LIMITES THERMIQUES AU NIVEAU DES PAROIS PASSIVES SUR LE TRANSFERT CONVECTIF
Author: Ali Ahssaini Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 131
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Cette étude traite un problème inverse de convection naturelle stationnaire. Le problème est formulé dans le cas d'une cavité carrée différentiellement chauffée, il vise à identifier la densité de flux de chaleur sur une face de la cavité connaissant les conditions aux limites sur les trois autres faces. La température est imposée sur l'autre face verticale et les deux autres faces sont adiabatiques. Une information complémentaire est alors nécessaire à la résolution du problème, nous examinons les cas où la température est connue sur l'une ou l'autre des faces horizontales de la cavité. Le problème est formulé comme un problème d'optimisation d'une fonctionnelle de moindres carrés sans contraintes. La solution est alors caractérisé par la condition d'optimalité : . La méthode du gradient conjugué est développée pour résoudre numériquement ce type de problème. La mise en œuvre de l'algorithme est basée sur le calcul exact du gradient de la fonctionnelle. On montre comment l'approche lagrangienne standard permet de parvenir à ce résultat en introduisant un système d'équations dites adjointes, aux équations de Navier-Stokes qui modélisent le problème direct. Plusieurs résultats numériques sont présentés pour illustrer les questions de sensibilité des mesures au flux à estimer, ainsi que l'influence de l'emplacement des capteurs et celle de l'initialisation de l'algorithme.
Author: Jean-Philippe Vermeulen
Author: Jean-Philippe Vermeulen
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Author: MOHAMED KOITA.. SAKO
Author: YVES.. CLERGENT
Author: Abdelkader Korichi
Author: Khadija Choukairy
Author: Fano Rampanarivo
Author: ABDERRAHMANE.. BAIRI
Author: Ali Ahssaini