Etude des régimes d'écoulements et de transferts thermiques dans les systèmes en rotation soumis à un flux force PDF Download

Author: Pierre Maubert
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Languages : fr
Pages : 604

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LES ECOULEMENTS DANS LES CAVITES EN ROTATION SONT ETUDIES PAR APPROCHE NUMERIQUE. ON CONSIDERE DES GEOMETRIES SIMPLIFIEES DANS LESQUELLES SE DEVELOPPENT DES ECOULEMENTS AXISYMETRIQUES, EN REGIMES LAMINAIRE ET TRANSITIONNEL. LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES SONT ECRITES POUR UN FLUIDE DE BOUSSINESQ. DEUX MODELES NUMERIQUES SONT UTILISES, UNE METHODE PSEUDO-SPECTRALE DE TYPE COLLOCATION-CHEBYSHEV POUR LES CAVITES EN ROTATION D'ENSEMBLE ET UNE METHODE AUX ELEMENTS FINIS POUR LES CAVITES ROTOR-STATOR. LES SOLUTIONS ANALYTIQUES DETERMINEES A PARTIR DE L'ECOULEMENT SE DEVELOPPANT AU VOISINAGE D'UN DISQUE SONT GENERALISEES, POUR DES ECOULEMENTS LAMINAIRES, AUX GEOMETRIES ETUDIEES. POUR UNE CAVITE EN ROTATION D'ENSEMBLE, ON DECRIT LES TROIS TYPES DE REGIMES POUR LESQUELS SE DEVELOPPENT DES STRUCTURES DE COUCHES D'EKMAN. ON MONTRE QUE, SUIVANT LE RAPPORT DE FORME ET EN FONCTION DES TAUX DE ROTATION ET DE FLUX FORCE, DES INSTABILITES APPARAISSENT DANS L'ECOULEMENT. LES DIFFERENTES TRANSITIONS RESULTANTES SONT ANALYSEES ET CONFRONTEES AVEC DES ETUDES THEORIQUES ET EXPERIMENTALES. DIFFERENTES CONFIGURATIONS PRESENTANT DES GRADIENTS THERMIQUES PARALLELE ET PERPENDICULAIRE A L'AXE DE ROTATION SONT EGALEMENT ENVISAGEES. LES RESULTATS MONTRENT LE DECOUPLAGE POSSIBLE DES EFFETS DYNAMIQUE ET THERMIQUE. NOUS EFFECTUONS ALORS UNE COMPARAISON AVEC LES SOLUTIONS ASYMPTOTIQUES CORRESPONDANTES. DANS LE CAS DES CAVITES ROTOR-STATOR (ISOLEE ET AVEC VEINE EXTERNE), L'ETUDE PRESENTE L'INFLUENCE D'UN FLUX FORCE A VITESSE DE ROTATION FIXEE. UNE ANALYSE DES REGIMES D'ECOULEMENT ET UNE APPROCHE DU PHENOMENE DE REENTREE DE L'ECOULEMENT EXTERNE SONT TRAITEES. UNE COMPARAISON DES RESULTATS OBTENUS AVEC DES LOIS EXPERIMENTALES EST MENEE. UNE GEOMETRIE PLUS COMPLEXE, PRENANT EN COMPTE UN SYSTEME DE CHICANES, EST EGALEMENT ENVISAGEE

Author: Dominique Marchio
Publisher: Presses des MINES
ISBN: 2911762444
Category : Heat
Languages : fr
Pages : 52

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Les transferts thermiques font partie des Sciences de base de l'ingénieur, tant il est vrai qu'il est peu de domaines industriels où la thermique ne joue un rôle petit ou grand. Au minimum, l'ingénieur doit donc en connaître les principes fondamentaux, être capable d'évaluer leur importance dans un problème particulier et dégager les ordres de grandeur par une modélisation simple. Ce livre est le cours de thermique tel qu'il est enseigné aux élèves ingénieurs de l'Ecole des Mines de Paris. Sans prétendre à l'exhaustivité d'un manuel de référence, qui serait plus particulièrement dédié aux ingénieurs thermiciens, ce cours résume de manière claire et condensée les notions principales de la thermique. Ses deux principaux objectifs sont donc : • de faire comprendre les phénomènes physiques mis en jeu dans les échanges énergétiques : conduction, rayonnement, convection • et de savoir mettre en oeuvre des méthodes appropriées pour appréhender le dimensionnement et le fonctionnement de dispositifs énergétiques. Le 1er chapitre de ce cours est harmonisé avec le cours de Thermodynamique également publié aux Presses de l'Ecole des Mines. Le mode de présentation retenu vise à mettre en relief les éléments essentiels à retenir.

Author: Jean-Luc Battaglia
Publisher: Dunod
ISBN: 2100816411
Category : Science
Languages : fr
Pages : 288

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Ce manuel aborde la résolution des problèmes d’énergétique et de transferts thermiques à l’échelle macroscopique. Après un rappel de thermodynamique, l’ouvrage décrit la modélisation des transferts de chaleur. Les transferts par conduction, convection et rayonnement sont expliqués en détail. Chaque cas expose l’origine physique des transferts puis les outils de modélisation permettant de traiter les problèmes rencontrés en pratique. Cette nouvelle édition est complétée de nouveaux exemples illustrant les concepts de thermodynamique propres à l’énergétique. La conduction en régime transitoire est également abordée. Chaque chapitre propose un exposé pédagogique des connaissances de base en thermique, accompagné d’exercices corrigés.

Author: Le Hir Jean
Publisher: Éditions Cépaduès
ISBN: 2383951099
Category : Science
Languages : fr
Pages : 14

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Le mot chaleur est un des mots les plus riches de la langue française, englobant à la fois des notions physiques, émotionnelles, voire sensuelles. Pour nos applications à la physique, sans renoncer à la poésie de notre langue, nous remplacerons préférentiellement ce mot « chaleur » par l’expression « transfert thermique », totalement équivalente et dépourvue d’ambiguïté. Les transferts thermiques sont des transferts d’énergie entre systèmes faisant intervenir spécifiquement des processus microscopiques : les atomes vibrent et se déplacent, émettent et absorbent des photons. Nous distinguerons des transferts thermiques par conduction, par convection et par rayonnement. Ce sont là les trois mots-clés de ce livre qui en définissent les trois chapitres. La lecture préalable des tomes 1 et 2 de la même série d’ouvrages de thermodynamique est nécessaire pour profiter pleinement de ce troisième tome dont la présentation est également destinée à des lecteurs possédant le bagage scientifique des enseignements du second degré. Sommaire Chapitre 9. Diffusion thermique Chapitre 10. Convection thermique Chapitre 11. Rayonnement thermique

Author: Michel Ledoux
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784059218
Category : Science
Languages : fr
Pages : 198

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La thermique est une branche de la thermodynamique qui occupe, en raison de son implication dans le domaine de la pratique, une place particulière. Attachée à la gestion, transport et échange de l’énergie sous forme thermique, elle impacte en effet tous les aspects de la vie et l’activité humaine. Les transferts thermiques sont par nature classifiés en conduction, convection (qui insère la conduction dans la mécanique des fluides) et rayonnement. Transfert thermique 4 s’intéresse au problème des transferts convectifs particuliers avec une ouverture sur le transfert diphasique comportant deux aspects. Des notions sur les écoulements liquides à bulle et les écoulements dispersés (sprays) sont également données. Un domaine plus récent et beaucoup moins connu est présenté, celui du transfert à changement de phase. Une importance particulière est attachée à l’application numérique, permettant au lecteur de manier les ordres de grandeur, point important de toute physique.

Author: Jean Taine
Publisher: Dunod
ISBN: 2100827502
Category : Science
Languages : fr
Pages : 480

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Les transferts thermiques sont une science clé de l’énergie. Cet ouvrage aborde les principaux modes de transferts d’énergie : la conduction, le rayonnement et la convection. Ces phénomènes très différents, mais pouvant interagir, doivent être connus de l’étudiant qui sera confronté un jour ou l’autre à un problème de transfert thermique. Il trouvera dans ce cours de nombreuses applications concrètes (centrales nucléaires, panneaux solaires, propulseur Vulcain...) ainsi que de nombreux exercices corrigés. Dans cette sixième édition entièrement actualisée, la priorité est donnée à la compréhension physique des phénomènes et à l’apprentissage de la modélisation physique. Le chapitre sur le rayonnement des milieux semi-transparents a été entièrement refondu pour intégrer des avancées récentes des concepts et des méthodes.

Author: Mostafa Krichi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 196

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Dans ce travail nous présentons l'étude des transferts d'énergie dans des émulsions d'hexadécane, d'octadécane et d'eau au cours de refroidissements ou de réchauffements à vitesse constante. Les résultats expérimentaux donnant l'évolution des températures en fonction du temps et du rayon font apparaître, au cours d'un refroidissement, un palier qui traduit des gouttelettes surfondues. Cette stabilisation a une température bien inférieure à la température de fusion ne représente pas un équilibre thermodynamique. De même pour le réchauffement, nous constatons l'existence plus logique d'un palier dont la fin est située à la température de fusion du corps dispersé. Dans la deuxième partie de ce travail, nous donnons deux modèles pour prédire d'une manière satisfaisante les transferts thermiques dans de tels systèmes. Le premier modèle concerne la description de la cristallisation des gouttelettes du corps dispersé. Il combine l'équation de la conduction de la chaleur avec les lois de la nucleation donnant la probabilité des cristallisations des gouttelettes. Le deuxième modèle, entièrement différent, décrit la fusion des gouttelettes cristallisées en utilisant également l'équation de la chaleur et une deuxième équation faisant intervenir à chaque instant, la fraction fondue de la gouttelette par unité de temps. Nous constatons une bonne concordance pour tous les paramètres étudiés : vitesse de refroidissement ou de réchauffement, fraction massique et températures de stabilisations finales.

Author: Saïd Abboudi
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Languages : fr
Pages : 259

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NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE TRANSFERT DE CHALEUR OU DU COEFFICIENT DE TRANSFERT "SOLIDE-FLUIDE", EN REGIME INSTATIONNAIRE, DANS UN CONDUIT PARCOURU PAR UN ECOULEMENT LAMINAIRE OU TURBULENT, LA FACE EXTERNE DE LA PAROI ETANT SOUMISE A UNE CONDITION DE FLUX "GENERALISEE". ON PROPOSE ALORS UNE APPROCHE ANALYTIQUE POUR L'ETUDE DE L'ASPECT SYSTEME D'UN ECHANGEUR AINSI QU'UNE ETUDE NUMERIQUE PAR DIFFERENCES FINIES RELATIVE AU TRANSFERT LOCAL DE LA CHALEUR EN REGIME INSTATIONNAIRE. LE TRAVAIL EXPERIMENTAL REPOSE SUR LA MISE EN OEUVRE D'UNE PROCEDURE DE DETERMINATION DU COEFFICIENT DE TRANSFERT PAROI-FLUIDE ET DE SES VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE

Author: Rani Taher
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Languages : fr
Pages : 117

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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.

Author: Jean-Luc Battaglia
Publisher:
ISBN: 9782100705405
Category :
Languages : fr
Pages : 269

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Cet ouvrage aborde les problèmes d'énergétique et de transferts thermiques aussi bien à l'échelle des systèmes qu'à l'échelle macroscopique. La première partie de l'ouvrage présente les notions d'efficacité et de rendement des systèmes énergétiques au travers des bilans d'énergie et d'entropie. La seconde partie aborde plus particulièrement les transferts de chaleur par conduction, convection et rayonnement au sein des systèmes ou bien entre ces systèmes et leur environnement. De nombreux exercices corrigés permettent à l'étudiant d'appliquer ses connaissances. Dans cette seconde édition, des exemples illustrant les concepts de thermodynamique propres à l'énergétique ont été ajoutés et le chapitre sur la conduction a été revu pour que soit abordées les solutions en régime transitoire.[Source : 4e de couv.]