Contribution à l'étude des transferts thermiques dans les alvéoles verticales. Application aux produits de terre cuite. Modélisation et expérimentation PDF Download
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NOUS AVONS TRAVAILLE DANS LE CADRE D'UN CONTRAT CIFRE ENTRE LES ETABLISSEMENTS GELIS-POUDENX-SANS ET NOTRE LABORATOIRE. NOTRE OBJECTIF ETAIT LA MISE AU POINT D'UN MODELE SIMPLE ANALYTIQUE DE DETERMINATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE DE BRIQUES A ALVEOLES VERTICALES. DANS UN PREMIER CHAPITRE NOUS PRESENTONS UNE DESCRIPTION DU CONTEXTE GENERAL DE NOTRE TRAVAIL SUIVIE D'UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE CONSACREE A LA CONVECTION NATURELLE DANS DES CAVITES VERTICALES. LE DEUXIEME CHAPITRE DE CE MEMOIRE DECRIT L'ENSEMBLE DES EXPERIMENTATIONS REALISEES SUR DES ALVEOLES VERTICALES DE RAPPORT D'ALLONGEMENT A=4.5 ET A=40: NOUS AVONS SCRUTE LE CHAMP DES TEMPERATURES A L'AIDE DE THERMOCOUPLES POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH CALCULES SUIVANT L'EPAISSEUR DE LA LAME D'AIR, COMPRIS ENTRE 7 10#4 ET 5 10#5 OU VARIANT DE 7 10#6 A 3.1 10#1#0 S'ILS SONT DETERMINES A PARTIR DE LA HAUTEUR DES ALVEOLES. NOUS AVONS AINSI PU METTRE EN EVIDENCE L'ASPECT BIDIMENSIONNEL DU TRANSFERT CONVECTIF, DANS NOTRE CAS DE FIGURE. LE DERNIER CHAPITRE CONCERNE LA MODELISATION DES ECHANGES THERMIQUES. L'UTILISATION DU CODE DE CALCUL ESTET DE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS TRIDIMENSIONNELLES DE LA MECANIQUE DES FLUIDES NOUS A PERMIS DE MODELISER LES CHAMPS THERMIQUES ET DYNAMIQUES DANS LES CAVITES. NOUS AVONS DE PLUS ADAPTE LA METHODE DE KARMAN-POLHAUSEN A NOTRE CONTEXTE DANS LE BUT DE CONNAITRE DE MANIERE ANALYTIQUE LES TRANSFERTS CONVECTIFS. LA DETERMINATION DES RESISTANCES THERMIQUES DES ALVEOLES DE TERRE CUITE EST OBTENUE UNE FOIS QUE LES ECHANGES PAR RAYONNEMENT DANS LES CAVITES ET PAR CONDUCTION DANS LE MATERIAU SONT PRIS EN COMPTE ; NOUS UTILISONS POUR CELA LA METHODE DES RADIOSITES POUR LES PREMIERS ET CELLE DE LA CONDUCTION DE FOURIER POUR LES DERNIERS. NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A ETENDRE LES RESULTATS CONCERNANT LES CAVITES ELEMENTAIRES AU CAS DES BRIQUES A ALVEOLES VERTICALES ALIGNEES OU QUINCONCEES DE HAUTEUR 25CM OU 220CM. NOS CALCULS ONT ETE COMPARES A D'AUTRES RESULTATS ISSUS SOIT DE LA MESURE SOIT DU MODELE DE CALCUL DONT DISPOSE LE C.T.T.B. NOUS DISPOSONS DONC MAINTENANT D'UN MODELE ANALYTIQUE SIMPLE QUI NOUS PERMET DE CALCULER LA RESISTANCE THERMIQUE DE PRODUITS DE TERRE CUITE ALVEOLES VERTICALEMENT
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NOUS AVONS TRAVAILLE DANS LE CADRE D'UN CONTRAT CIFRE ENTRE LES ETABLISSEMENTS GELIS-POUDENX-SANS ET NOTRE LABORATOIRE. NOTRE OBJECTIF ETAIT LA MISE AU POINT D'UN MODELE SIMPLE ANALYTIQUE DE DETERMINATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE DE BRIQUES A ALVEOLES VERTICALES. DANS UN PREMIER CHAPITRE NOUS PRESENTONS UNE DESCRIPTION DU CONTEXTE GENERAL DE NOTRE TRAVAIL SUIVIE D'UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE CONSACREE A LA CONVECTION NATURELLE DANS DES CAVITES VERTICALES. LE DEUXIEME CHAPITRE DE CE MEMOIRE DECRIT L'ENSEMBLE DES EXPERIMENTATIONS REALISEES SUR DES ALVEOLES VERTICALES DE RAPPORT D'ALLONGEMENT A=4.5 ET A=40: NOUS AVONS SCRUTE LE CHAMP DES TEMPERATURES A L'AIDE DE THERMOCOUPLES POUR DES NOMBRES DE RAYLEIGH CALCULES SUIVANT L'EPAISSEUR DE LA LAME D'AIR, COMPRIS ENTRE 7 10#4 ET 5 10#5 OU VARIANT DE 7 10#6 A 3.1 10#1#0 S'ILS SONT DETERMINES A PARTIR DE LA HAUTEUR DES ALVEOLES. NOUS AVONS AINSI PU METTRE EN EVIDENCE L'ASPECT BIDIMENSIONNEL DU TRANSFERT CONVECTIF, DANS NOTRE CAS DE FIGURE. LE DERNIER CHAPITRE CONCERNE LA MODELISATION DES ECHANGES THERMIQUES. L'UTILISATION DU CODE DE CALCUL ESTET DE RESOLUTION NUMERIQUE DES EQUATIONS TRIDIMENSIONNELLES DE LA MECANIQUE DES FLUIDES NOUS A PERMIS DE MODELISER LES CHAMPS THERMIQUES ET DYNAMIQUES DANS LES CAVITES. NOUS AVONS DE PLUS ADAPTE LA METHODE DE KARMAN-POLHAUSEN A NOTRE CONTEXTE DANS LE BUT DE CONNAITRE DE MANIERE ANALYTIQUE LES TRANSFERTS CONVECTIFS. LA DETERMINATION DES RESISTANCES THERMIQUES DES ALVEOLES DE TERRE CUITE EST OBTENUE UNE FOIS QUE LES ECHANGES PAR RAYONNEMENT DANS LES CAVITES ET PAR CONDUCTION DANS LE MATERIAU SONT PRIS EN COMPTE ; NOUS UTILISONS POUR CELA LA METHODE DES RADIOSITES POUR LES PREMIERS ET CELLE DE LA CONDUCTION DE FOURIER POUR LES DERNIERS. NOUS NOUS SOMMES ATTACHES A ETENDRE LES RESULTATS CONCERNANT LES CAVITES ELEMENTAIRES AU CAS DES BRIQUES A ALVEOLES VERTICALES ALIGNEES OU QUINCONCEES DE HAUTEUR 25CM OU 220CM. NOS CALCULS ONT ETE COMPARES A D'AUTRES RESULTATS ISSUS SOIT DE LA MESURE SOIT DU MODELE DE CALCUL DONT DISPOSE LE C.T.T.B. NOUS DISPOSONS DONC MAINTENANT D'UN MODELE ANALYTIQUE SIMPLE QUI NOUS PERMET DE CALCULER LA RESISTANCE THERMIQUE DE PRODUITS DE TERRE CUITE ALVEOLES VERTICALEMENT
Author: CARMEN.. VASILE Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 227
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LES ENVELOPPES DES BATIMENTS CONTIENNENT FREQUEMMENT DES ALVEOLES OU DES LAMES D'AIR. DANS DE TELS CAS LA DESCRIPTION PHYSIQUE DES PHENOMENES DE TRANSFERTS DEVIENT COMPLEXE CAR ELLE NECESSITE DE REALISER LE COUPLAGE ENTRE LES PHENOMENES DE TRANSFERTS (EAU, ENERGIE, AIR) A TRAVERS LES MILIEUX POREUX, ET LES PHENOMENES THERMOCONVECTIFS A L'INTERIEUR DES ALVEOLES OU LAMES D'AIR. DANS CE TRAVAIL NOUS NOUS SOMMES PREOCCUPES DE LA DESCRIPTION DU COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DES ENVELOPPES DE BATIMENTS ET PLUS PARTICULIEREMENT DU COUPLAGE ENTRE LES TRANSFERTS THERMOCONVECTIFS QUI ONT LIEU DANS LES PARTIES CREUSES DES MATERIAUX AVEC CEUX QUI SE PRODUISENT DANS LES MATERIAUX EUX MEMES. NOUS AVONS TRAITE PLUS PARTICULIEREMENT LE CAS DES BRIQUES EN TERRE CUITE A ALVEOLES VERTICALES POUR LESQUELLES NOUS AVONS CHERCHE A MIEUX COMPRENDRE L'INFLUENCE DES DIVERSES VARIABLES SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR ET D'HUMIDITE, AINSI QUE LEURS COUPLAGES. NOS RESULTATS SONT BASES SUR L'UTILISATION DES CODES ESTET POUR LA MECANIQUE DES FLUIDES, DIFTH2D ET DIM POUR LES TRANSFERTS DANS LES ENVELOPPES. POUR PLUSIEURS CONFIGURATIONS D'ALVEOLES NOUS AVONS ETUDIE L'INCIDENCE DES MOUVEMENTS D'AIR SUR LE TRANSFERT DE LA VAPEUR D'EAU, PRIS EN COMPTE LES COEFFICIENTS D'ECHANGES CONVECTIFS (H#C) MOYENS AUX PAROIS, DESQUELS NOUS DEDUISONS DES COEFFICIENTS D'ECHANGE DE MASSE (H#M) EN UTILISANT LES CORRELATIONS CLASSIQUES ET EN PROPOSANT AUSSI UNE AUTRE METHODE. LES CALCULS MONTRENT LA GRANDE SENSIBILITE DU COMPORTEMENT DES BRIQUES ALVEOLEES EN FONCTION DU NIVEAU D'HUMIDITE.
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CE TRAVAIL DECRIT UNE CONTRIBUTION NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE A L'ETUDE DU TRANSFERT DE MASSE ET DE CHALEUR DANS LES CAVITES PARTITIONNEES ET UNE APPLICATION AU CADRE DE LA PHYSIQUE DU BATIMENT. DANS UN PREMIER CHAPITRE NOUS DECRIVONS LES MECANISMES EN JEUX DANS DE TELLES CAVITES, PUIS NOUS PRESENTONS DU POINT DE VUE DE LA LITTERATURE L'ASPECT GLOBAL DU PROBLEME. ENSUITE NOUS EXPOSONS AU CHAPITRE II LE TRAITEMENT NUMERIQUE PAR DIFFERENCE FINIE DES EQUATIONS DE LA CONVECTION NATURELLE LAMINAIRE EN CAVITE PARTITIONNEE. PUIS NOUS METTONS EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES PARAMETRES CARACTERISANT LE PARTITIONNEMENT SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE EN CONVECTION NATURELLE D'ORIGINE THERMIQUE OU SOLUTALE. DANS UN TROISIEME CHAPITRE NOUS PRESENTONS UNE APPLICATION A LA PHYSIQUE DU BATIMENT QUI CONCERNE LES TRANSFERTS AERAULIQUES A TRAVERS LES GRANDES OUVERTURES VERTICALES. APRES UNE PRESENTATION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL UTILISE ET DES PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS, NOUS NOUS CONSACRONS A L'EVALUATION COMPARATIVE DE RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS A L'AIDE DE CODE TURBULENTS TRIDIMENSIONNELS SUR LES CONFIGURATIONS EXPERIMENTALES QUE NOUS AVONS TESTEES. LES RESULTATS MONTRENT UN BON ACCORD QUALITATIF ENTRE LES MODELES ET LES EXPERIMENTATIONS
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Ce travail s’inscrit dans le contexte expérimental et numérique de l’étude des échanges superficiels couplés à la surface d’une paroi plane. Nous nous intéressons ici plus particulièrement au cas où la surface plane est une des faces d’une lame d’air ventilée et différentiellement chauffée, l’objectif étant de mesurer et séparer les influences respectives des transferts convectifs et radiatifs. La solution expérimentale proposée pour traiter ce problème repose sur l’utilisation d’une instrumentation fluxmétrique élaborée dans notre laboratoire, il y a plusieurs années. Notre objectif est d’étendre le domaine d’application de ces capteurs. Après avoir rapidement présenté différentes méthodes expérimentales existantes avec leurs avantages et inconvénients, l’instrumentation utilisée dans notre travail est décrite en détails ainsi que le contexte expérimental qui est le support de nos études. Il s’agit ici du cas d’un écoulement d’air, pleinement développé, dans un canal horizontal de section rectangulaire. Les travaux portent sur les échanges à la surface d’une plaque plane horizontale et isotherme. Différentes situations sont étudiées afin de mettre en évidence la possibilité de séparer les composantes radiatives et convectives du flux et de montrer comment des mesures locales permettent d’obtenir une cartographie des échanges, ceci même en présence d’obstacles perturbateurs de l’écoulement. Un outil de simulation numérique (FLUENT) est utilisé pour mettre en place une double démarche d’expérimentation et de modélisation. Ces deux approches, en parallèle, permettent de conforter les résultats expérimentaux dans les cas où la modélisation est relativement « simple » à mettre en oeuvre. Il est également possible d’obtenir expérimentalement des renseignements très utiles à l’élaboration de simulations numériques dans des cas plus complexes. Dans les différentes configurations présentées, les résultats expérimentaux sont le plus souvent en excellent accord avec ceux des simulations numériques ou ceux qui sont disponibles dans la littérature. La dernière partie du mémoire est une présentation d’études menées dans le cadre d’un Benchmark inter-laboratoires sur le problème de la convection naturelle dans un canal vertical différentiellement chauffé. Les outils et hypothèses de simulations numériques ainsi que leurs résultats sont présentés et commentés. Les premières expérimentations sont décrites et semblent dans le contexte particulier de la convection naturelle fournir des données intéressantes pour de futures explorations.
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L'OBJECTIF MAJEUR DE CETTE RECHERCHE EST L'ETUDE ET LA MODELISATION DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DES MATERIAUX GRANULAIRES UTILISES DANS LE BATIMENT COMME ISOLANT ; A CETTE EFFET NOUS AVONS CHOISI COMME SUPPORT EXPERIMENTAL LES BILLES DE VERRE EXPANSE ET LES BILLES D'ARGILE EXPANSEE. LES CONDUCTIVITES THERMIQUES ONT ETE MESUREES EN REGIME STATIONNAIRE PAR LA METHODE DITE METHODE DES BOITES QUI A ETE DEVELOPPEE AU LABORATOIRE D'ETUDES THERMIQUES ET SOLAIRES DE L'UNIVERSITE CLAUDE BERNARD DE LYON. D'AUTRE PART, UNE NOUVELLE METHODE DE MESURE DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE A BASSE TEMPERATURE A ETE CONCUE ET MISE EN UVRE. NOUS AVONS PROPOSE UNE MODELISATION DES TRANSFERTS THERMIQUES DANS LES MILIEUX GRANULAIRES ; CELLE CI REPOSE SUR LA COMBINAISON DE DEUX MODES DE TRANSFERT, LE PREMIER TENANT COMPTE DES PHENOMENES DE CONDUCTION PURE ET LE SECOND SUR LE TRANSFERT RADIATIF DANS LE VIDE INTERGRANULAIRE. UNE HYPOTHESE A ETE VERIFIEE CONCERNANT LA REPARTITION SERIE-PARALLELE DES STRATES DU MODELE RETENU, A SAVOIR QUE L'ON PEUT CONSERVER LA DISTRIBUTION RETENUE AVEC LES BILLES SEULES ET L'UTILISER POUR MODELISER LES TRANSFERTS LORSQUE LE VIDE INTERGRANULAIRE EST REMPLI D'EAU LIQUIDE, DE GLACE ET DE CIMENT. CECI NOUS A PERMIS D'APPORTER UNE CONTRIBUTION INTERESSANTE A LA MODELISATION THERMIQUE DES MILIEUX GRANULAIRES
Author: Francis Allard Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 336
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ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE DE LA CONVECTION NATURELLE D'ORIGINE THERMIQUE, AVEC DEVELOPPEMENT D'OUTILS NUMERIQUES POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE LA CONVECTION COUPLEE AUX AUTRES MODES DE TRANSFERT (CONDUCTION, RAYONNEMENT); METHODE SPECTRALE DE TCHEBYCHEFF
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CE TRAVAIL EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DES TRANSFERTS DE CHALEUR COUPLES CONVECTION TURBULENTE, RAYONNEMENT ET CONDUCTION, EN MILIEU GAZEUX SEMI-TRANSPARENT A HAUTE TEMPERATURE. IL EST PLUS PARTICULIEREMENT APPLIQUE AUX FOURS DE RECHAUFFAGE SIDERURGIQUES. NOTRE ATTENTION S'EST PORTEE, DANS UN PREMIER TEMPS, SUR LE MODE PRINCIPAL DE TRANSFERT DE LA CHALEUR DANS CE TYPE DE MILIEU, A SAVOIR LE RAYONNEMENT. L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF EST RESOLUE PAR LA METHODE DES ORDONNEES DISCRETES, POUR UNE GEOMETRIE TRIDIMENSIONNELLE ET POUR UN MILIEU ABSORBANT, EMETTANT ET DIFFUSANT. LE MODELE EST VALIDE POUR DES CAS TESTS ISSUS DE LA LITTERATURE. UNE METHODE SIMPLE, FONDEE SUR UN MODELE STATISTIQUE A BANDES ETROITES, EST PROPOSE POUR PRENDRE EN COMPTE LA DEPENDANCE SPECTRALE DES PROPRIETES RADIATIVES DES GAZ. UNE CONFRONTATION DE LA METHODE AVEC DES METHODES DE REFERENCE EST PRESENTEE. LES EFFETS DE LA TURBULENCE SUR LES ECOULEMENTS ET LES TRANSFERTS DE CHALEUR SONT TRAITES PAR UN MODELE K-EPSILON. LES ECOULEMENTS SONT RESOLUS A L'AIDE DU LOGICIEL PHOENICS. L'EQUATION DE L'ENERGIE DANS LE GAZ EST RESOLUE PAR LA METHODE DES VOLUMES FINIS. AFIN DE PALLIER LES FAIBLESSES DU MODELE RADIATIF STANDARD A 2N FLUX DE CE LOGICIEL, LE MODELE AUX ORDONNEES DISCRETES A ETE DIRECTEMENT INTRODUIT DANS PHOENICS. LE SECOND AXE PRIVILEGIE DE L'ETUDE CONCERNE LES PRODUITS RECHAUFFES, PUISQUE L'ENSEMBLE DE LA MODELISATION ENTREPRISE A POUR BUT FINAL UNE MEILLEURE DESCRIPTION DU PROCESSUS DE CHAUFFE. LA MODELISATION GLOBALE DOIT EN EFFET PERMETTRE D'EVALUER LA DISTRIBUTION DE TEMPERATURE INTERNE DES PRODUITS ET SON EVOLUTION AU COURS DU TEMPS. LE PROBLEME DE LA CONDUCTION DE LA CHALEUR EST RESOLU EN REGIME TRANSITOIRE PAR LA METHODE DES VOLUMES FINIS, EN ESSAYANT DE SE RAPPROCHER DES CONDITIONS REELLES DE MARCHE DES FOURS. ENFIN, UN FOUR D'ESSAIS A ETE CONSTRUIT POUR PERMETTRE LA VALIDATION DU MODELE THERMIQUE GLOBAL DEVELOPPE. LES RESULTATS ISSUS DES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT EN BON ACCORD AVEC LES MESURES REALISEES SUR LE FOUR
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Nouveau modèle approché permettant de simuler avec une bonne précision le comportement thermique de locaux en régime transitoire dans des conditions d'environnement restrictives. Utilisation de la méthode du formalisme matriciel pour l'analyse du transfert thermique en régime variable dans les parois multicouches à constantes réparties. Le modèle est établi à partir d'hypothèses simplificatrices . On montre que la puissance thermique fourni est à chaque instant réparti, en première approximation, proportionnellement aux modules des admittances thermiques régime sinusoïdal et aux réponses temporelles régime impulsionnel. Étude expérimentale sur un modèle de grand volume 14m(3) montrant le rôle important de l'effusivité des premiers matériaux dans les échanges thermiques intérieurs et dans la consommation d'énergie (régime transitoire) et le rôle important des isolants dans le rayonnement.
Author: Sylvie Rous-Lorente
Author: Sylvie Rous-Lorente
Author: 
Author: CARMEN.. VASILE
Author: Karim Limam
Author: Yassine Cherif
Author: SAMIR.. ZEGADI
Author: Francis Allard
Author: Jérôme Muller
Author: Nour-Eddine Sahraoui
Author: Hervé Combeau