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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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, )
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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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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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: Martin Hounkanlin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 315
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ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT D'UN FILM LIQUIDE MINCE SUR UNE PAROI SOLIDE, PLANE, LISSE, FAIBLEMENT INCLINEE PAR RAPPORT A L'HORIZONTALE. ON ETABLIT LES EQUATIONS GENERALES DE CONSERVATION DANS LA PHASE LIQUIDE ET DANS LA PHASE GAZEUSE. ON OBSERVE DIFFERENTS REGIMES D'ECOULEMENT : LAMINAIRE LISSE, LAMINAIRE ONDULE ET TURBULENT AVEC OU SANS INTERMITTENCE
Author: Philippe Schlicklin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 15
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Nous avons tenté d'aborder par voie expérimentale le problème de l'influence de l'évaporation du film sur l'échange thermique à la paroi solide.
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Ce mémoire présente une étude expérimentale mettant en évidence la façon dont la diffusion de la chaleur dans un substrat de verre est modifiée par la présence d'un film mince d'hélium adsorbé de quelques couches atomiques d'épaisseur. Dans le cas d'un film d'#4he dans l'état superfluide on s'attend à ce que le film se comporte comme un court-circuit thermique. Cependant à basse température la résistance thermique entre le substrat et le film augmente et les expériences permettent d'observer simultanément un signal diffusif du au substrat et le signal de 3eme son. L'analyse du signal a permis d'obtenir des informations quantitatives sur la valeur de la résistance thermique entre le substrat et le film. Lorsque le film d'#4he est dans l'état normal il affecte aussi très sensiblement la diffusion de la chaleur dans le substrat. Ce résultat est très surprenant et les expériences montrent qu'il s'agit là d'une sonde très sensible a l'apparition de la phase liquide. Afin de pouvoir faire varier indépendamment l'épaisseur du film normal et la température dans un plus large domaine, ces expériences ont été reprises sur un substrat de verre recouvert par un film mince d'#3he. Pour des épaisseurs supérieures à 6 couches atomiques, deux temps caractéristiques de diffusion ont été observés mettant clairement en évidence l'existence d'un second canal diffusif du au film normal adsorbé. Pour des épaisseurs supérieures à 3 couches atomiques, un effet spectaculaire de piégeage de l'énergie dans le film normal a été mis en évidence. Cet effet original montre ce que ce type d'expérience peut apporter comme information sur la façon dont les phonons existant dans le film mince liquide reviennent dans le solide
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Le développement du transfert de chaleur ainsi que celui de l'écoulement bidimensionnel incompressible d'un fluide visqueux, autour d'un cylindre mis brusquement en mouvement rectilinéaire sont étudiés numériquement pour une large gamme de nombre de reynolds (re = 1 a 9500). Nous avons entamé cette étude dans le but de voir si une déformation radiale contrôlée du diamètre du cylindre pouvait nous permettre de contrôler le sillage, puis de mettre en place un outil qui pourra, par la suite, simuler la dynamique des bulles. Pour la résolution numérique on utilise, pour l'équation de transport de la vorticite et pour l'équation de l'énergie, une méthode de différences finies d'ordre deux dans les deux directions du domaine de calcul. L’équation de poisson pour les lignes de courants est résolue par une méthode s.o.r. L'avancée dans le temps se fera à l'aide de la méthode adams-bashforth pour des nombres de reynolds inférieurs ou égaux à 3000. Pour des nombres de reynolds supérieurs a 3000, nous utiliserons la méthode de runge-kutta d'ordre quatre. Nous avons d'abord reconfirmé tous les résultats précédemment trouvés par des simulations expérimentales et numériques dans le cas d'un cylindre indéformable. Puis nous nous sommes intéressés à l'influence de la déformabilité du cylindre sur la structure de l'écoulement, sur l'échange thermique et sur la trainée. Une augmentation du diamètre crée une force de propulsion qui diminue l'effet de la force de trainée, tandis qu'une diminution du diamètre aspire les tourbillons primaire et secondaire vers le cylindre réduisant ainsi le sillage et donc la trainée. Nous montrons également qu'un accroissement du diamètre rend l'échange de chaleur entre le fluide et la paroi plus homogène à l'arrière du cylindre.
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ETUDE DE LA STABILITE LINEAIRE DE L'ECOULEMENT D'UN FILM LIQUIDE SUR UN PLAN INCLINE AVEC FLUX DE CHALEUR A LA PAROI ET CHANGEMENT DE PHASE A L'INTERFACE. SIMPLIFICATION RATIONNELLE DES EQUATIONS BASEE SUR L'ETUDE DE L'ORDRE DE GRANDEUR DES DIFFERENTS TERMES, A PARTIR D'HYPOTHESES SIMPLES CONCERNANT LA PHYSIQUE DE L'ECOULEMENT. ETUDE DE LA STABILITE D'UN FILM PREEXISTANT ET DE CELLE DE L'ECOULEMENT D'UN FILM DE CONDENSATION. DANS LES DEUX CAS, ON SUPPOSE QU'IL N'Y A PAS DE COURANT IMPOSE DE VAPEUR, MAIS ON TIENT COMPTE DE L'EFFET D'ENTRAINEMENT DE LA VAPEUR PAR LE FILM LIQUIDE
Author: Abderrahman Agunaoun
Author: Miloud Samir Belghoula
Author: M'barek Feddaoui
Author: Omar Ansari
Author: Fabien Chauvet
Author: Lahcen El Omari
Author: Martin Hounkanlin
Author: Philippe Schlicklin
Author: Hassan Khalil
Author: Samir Hanchi
Author: Bertrand Spindler