Modélisation du transfert de chaleur par rayonnement, conduction et convection PDF Download
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Book Description
Ce mémoire de recherche porte sur l'étude des transferts de chaleur couplés associant rayonnement, conduction et convection. Les milieux semi-transparents, non gris, portés à haute température sont étudiés. Une description fine de la physique des phénomènes mis en jeux, nous a conduits à développer plusieurs modèles numériques applicables à de tels matériaux. La résolution de l'équation du transfert radiatif (ETR), des équations de Navier-Stokes et du bilan d'énergie est menée grâce à la méthode des volumes finis (MVF). Le recours a une quelconque solution analytique est impossible compte tenu de la complexité des problèmes considérés. Toutefois, l'emploi de méthodes numériques implique le choix d'un certain nombre d'approximations nécessaires à la reformulation du problème réel. Que ce soit pour la résolution de l'ETR ou pour les équations de transport, nous avons testés, développé et comparé plusieurs relations de fermeture. La précision et la stabilité de convergence constituent les critères de choix de ces techniques. Dans le cadre de cette étude des transferts de chaleur couplés, un nouveau schéma de différentiation pour l'ETR et une version modifiée du schéma QUICK pour les équations de transport, s'avèrent être les plus efficaces. Les codes de calculs réalisés lors du travail de thèse ont été employés pour simuler le chauffage de bain de verre en fusion. Un modèle complet décrivant le fonctionnement d'un four float, du chargement de la matière première à l'évacuation du verre affiné, achève le mémoire.
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Ce mémoire de recherche porte sur l'étude des transferts de chaleur couplés associant rayonnement, conduction et convection. Les milieux semi-transparents, non gris, portés à haute température sont étudiés. Une description fine de la physique des phénomènes mis en jeux, nous a conduits à développer plusieurs modèles numériques applicables à de tels matériaux. La résolution de l'équation du transfert radiatif (ETR), des équations de Navier-Stokes et du bilan d'énergie est menée grâce à la méthode des volumes finis (MVF). Le recours a une quelconque solution analytique est impossible compte tenu de la complexité des problèmes considérés. Toutefois, l'emploi de méthodes numériques implique le choix d'un certain nombre d'approximations nécessaires à la reformulation du problème réel. Que ce soit pour la résolution de l'ETR ou pour les équations de transport, nous avons testés, développé et comparé plusieurs relations de fermeture. La précision et la stabilité de convergence constituent les critères de choix de ces techniques. Dans le cadre de cette étude des transferts de chaleur couplés, un nouveau schéma de différentiation pour l'ETR et une version modifiée du schéma QUICK pour les équations de transport, s'avèrent être les plus efficaces. Les codes de calculs réalisés lors du travail de thèse ont été employés pour simuler le chauffage de bain de verre en fusion. Un modèle complet décrivant le fonctionnement d'un four float, du chargement de la matière première à l'évacuation du verre affiné, achève le mémoire.
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4e de couv. : "Ce livre traite essentiellement des connaissances de base nécessaires à la compréhension et au traitement des échanges thermiques qui jouent un rôle important dans de très nombreux processus naturels, industriels et domestiques. L'ouvrage est classiquement divisé en trois parties correspondant aux trois mécanismes gouvernant ces échanges : conduction, convection, rayonnement. Dans chaque partie, après l'exposé des phénomènes physiques et la formulation propre à chaque mode d'échange, on développe les méthodes de détermination des flux de chaleur et des champs de température qui conditionnent ces transferts thermiques. Des configurations et situations spécifiques pouvant servir de modèle à des cas pratiques plus complexes sont particulièrement examinées et des exercices d'application sont proposés. L'ouvrage est destiné aux étudiants engagés dans des filières scientifiques traitant des échanges thermiques (licence, master, école d'ingénieur...) et également à des techniciens et ingénieurs souhaitant acquérir des connaissances dans le domaine des transferts thermiques"
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: NADIM.. EL WAKIL Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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CE TRAVAIL EST UNE ETUDE NUMERIQUE DES TRANSFERTS DE CHALEUR COUPLES DANS LES MILIEUX SEMI-TRANSPARENTS GRIS EN GEOMETRIE BIDIMENSIONNELLE RECTANGULAIRE. APRES UN BREF RAPPEL DES EQUATIONS DU TRANSFERT RADIATIF, COMPLETE PAR UN APERCU GENERAL SUR LES DIFFERENTES METHODOLOGIES FREQUEMMENT UTILISEES POUR RESOUDRE CES EQUATIONS, NOUS AVONS CHOISI LA METHODE DES ORDONNEES DISCRETES (SN) QUI A CONNU TRES RECEMMENT BEAUCOUP DE SUCCES EN RAISON DE SA PRECISION AINSI QUE DE SA COMPATIBILITE AVEC LA MODELISATION DES AUTRES MODES DE TRANSFERT DE CHALEUR. NOUS AVONS DEVELOPPE CETTE METHODE DANS LE CAS DES MILIEUX A DIFFUSION ANISOTROPE. AFIN D'ELIMINER CERTAINES ABERRATIONS NUMERIQUES OBSERVEES LORS DE SA MISE EN UVRE, NOUS AVONS PROPOSE, DANS LE PREMIER CHAPITRE DU MEMOIRE, UNE NOUVELLE VERSION QUE NOUS AVONS TESTES PAR COMPARAISON AVEC D'AUTRES METHODES TRES PRECISES ET DE REFERENCE. ENSUITE NOUS AVONS ADOPTE L'APPROXIMATION S4 POUR L'ETUDE DE COUPLAGES OU L'ON A EFFECTUE UNE ANALYSE SYSTEMATIQUE CONCERNANT L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES RADIATIFS DU MILIEU, AINSI QUE DES CARACTERISTIQUES DE SES SURFACES FRONTIERES. COMMENCANT PAR LE COUPLAGE DE LA CONDUCTION AVEC LE RAYONNEMENT DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, OU NOUS AVONS ADOPTE LA METHODE DES VOLUMES DE CONTROLE POUR RESOUDRE L'EQUATION DE LA CHALEUR, NOUS AVONS POURSUIVI L'ETUDE, DANS LE TROISIEME CHAPITRE, POUR TRAITER UN DOMAINE TRES RAREMENT ABORDE, QUI EST CELUI DU COUPLAGE DE LA CONVECTION NATURELLE ET DU RAYONNEMENT DANS LES MILIEUX POREUX, OU NOUS AVONS UTILISE LE MODELE DE DARCY POUR LA MODELISATION DE LA CONVECTION. FINALEMENT, NOUS AVONS TERMINE L'ETUDE DU COUPLAGE DANS LE QUATRIEME CHAPITRE, CONSACRE AU TRANSFERT COUPLE RAYONNEMENT ET CONVECTION NATURELLE EN REGIME LAMINAIRE DANS LES MILIEUX FLUIDES. DANS CETTE PARTIE NOUS AVONS ADOPTE L'ALGORITHME SIMPLER QUI A CONNU BEAUCOUP DE SUCCES CES DERNIERES ANNEES
Author: Anthony Collin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 210
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Ce travail est consacré à la simulation des transferts couplés, rayonnement-conduction-convection dans un milieu gaz-gouttelettes, semi-transparent, non gris, absorbant et diffusant. L'application de ce travail porte sur l'étude des rideaux d'eau utilisés en protection contre les incendies. En vue d'une optimisation, une étude fine des interactions rayonnement - matière est menée. Le but est de contribuer à la compréhension des phénomènes d'interaction, ainsi qu'à la réalisation d'outils prédictifs fiables simulant le comportement de sprays anti-incendie. La description des transferts couplés de masse, quantité de mouvement et d'énergie est faite à partir d'une simulation eulérienne lagrangienne. Le modèle de propagation du rayonnement associe la théorie de Mie, le modèle Ck et une évolution de la méthode de Monte Carlo, nommée MMC 2.2, qui permet de bien prendre en compte la propagation du rayonnement dans un milieu de propriétés radiatives hétérogènes. Cette nouvelle version est validée puis comparée avec les autres techniques de type MMC déjà existantes dans la littérature. Ce travail met ensuite en avant les problèmes de simulations numériques liés à la modélisation 3D du transfert radiatif dans un milieu où la fonction de phase est fortement anisotrope (caractéristique de gouttes d'eau). Une étude complète (dynamique, thermique et rayonnement) permet la validation du code de calcul avec des données expérimentales. Puis, plusieurs configurations sont testées en vue d'améliorer l'atténuation du rayonnement (rampes, augmentation du débit, .). Elles permettent notamment de dégager des pistes de recherche pour l'optimisation de ces dispositifs de boucliers thermiques.
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Le transfert de chaleur est une discipline riche en phénomènes physiques et en applications pratiques dans notre vie de tous les jours. Nos sociétés ont engagé un processus d'optimisation énergétique pour réduire les émissions à gaz à effet de serre et pour anticiper la future mutation énergétique. Le premier objectif de cet ouvrage est de donner au lecteur les connaissances de base permettant d'analyser un problème de transfert de chaleur en terme de modes de transfert dominants et de nombres adimensionnels, ceci afin de procéder à la modélisation physique du problème posé.
Author: Bruno Variot Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 341
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER L'INFLUENCE DU RAYONNEMENT SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR DANS LES SYSTEMES GAZ-SOLIDE. LA DIFFUSION ANISOTROPE DU RAYONNEMENT, CARACTERISTIQUE DES MILIEUX PARTICULAIRES, EST PRISE EN COMPTE. LES PARTICULES ONT UN DIAMETRE GRAND DEVANT LA LONGUEUR D'ONDE DU RAYONNEMENT. APRES UNE SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LES MILIEUX DIFFUSANTS, ON DETAILLE DANS LE SECOND CHAPITRE LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE TRANSFERT RADIATIF EN GEOMETRIE MONODIMENSIONNELLE. LA METHODE UTILISEE EST CELLE DES ORDONNEES DISCRETES, DES VALIDATIONS SONT EFFECTUEES SUR DES CAS D'ECOLE. LES ASPECTS CONCERNANT L'INDICATRICE DE DIFFUSION (OPTIQUE GEOMETRIQUE) SONT DEVELOPPES. LE PROBLEME DES TRANSFERTS COUPLES PAR CONDUCTION, CONVECTION, ET RAYONNEMENT DANS UN LIT FIXE, TRAVERSE PAR UN GAZ, ET CHAUFFE PAR RAYONNEMENT SUR UNE FACE, EST RESOLU DANS LE TROISIEME CHAPITRE. POUR GARDER UN CARACTERE GENERAL, LE PROBLEME EST FORMULE DE FACON ADIMENSIONNELLE ET UTILISE LES NOMBRES DE PLANCK N. (CONDUCTION-RAYONNEMENT) ET DE BOLTZMANN BO (CONVECTION-RAYONNEMENT). GLOBALEMENT, N INFLUE SUR LES GRADIENTS DE TEMPERATURE DES ZONES PROCHES DE LA SOURCE ET BO SUR LE NIVEAU DE TEMPERATURE DES ZONES LOINTAINES. L'ETUDE DU REGIME TRANSITOIRE MET EN EVIDENCE DES PHENOMENES DYNAMIQUES (EN PARTICULIER INVERSION DES TEMPERATURES ENTRE SOLIDE ET GAZ). LE QUATRIEME CHAPITRE EST CONSACRE A LA MODELISATION DES TRANSFERTS COUPLES DANS DES SYSTEMES A HAUTE TEMPERATURE: LITS FIXES MULTICOUCHES, ECHANGE LIT FLUIDISE - PAROI, ECOULEMENTS PLASMA CHARGES EN PARTICULE. LA MODELISATION EST BASEE SUR L'HYPOTHESE NON GRISE (MODELE A BANDES). DES COMPARAISONS ENTRE SOLUTIONS COMPLETES, SOLUTIONS SIMPLIFIEES ET RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT PRESENTEES
Author: Yves Jannot Publisher: ISTE Group ISBN: 178405805X Category : Science Languages : fr Pages : 322
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Transfert de chaleur 1 porte sur la conduction et la convection. Il examine le traitement de la conduction en régime transitoire, élément indispensable pour l’optimisation des procédés et des systèmes ainsi que pour tous les problèmes d’économie d’énergie. Les nombreux exercices résolus permettent d’appréhender l’ensemble des applications, que ce soit dans le domaine du bâtiment, des transports, des matériaux ou de l’environnement. Les annexes contiennent toutes les données nécessaires à la résolution des exercices et seront une source d’information précieuse. Cet ouvrage est conçu pour les étudiants de master et d’école d’ingénieurs qui s’intéressent à tous les aspects des transferts thermiques, mais aussi pour les ingénieurs qui trouveront ici les bases nécessaires à la compréhension de phénomènes apparemment proches (conduction-convection-rayonnement), mais qui demandent une forme de réflexion et d’approche différente.
Author: Nacer Berour
Author: Nacer Berour
Author: Brun, Belouaggadia,
Author: Jean-Luc Battaglia
Author: Alain Triboix
Author: NADIM.. EL WAKIL
Author: Anthony Collin
Author: Giovannini/Bédat
Author: Dominique Marchio
Author: Bruno Variot
Author: Yves Jannot