Simulations numériques des transferts de chaleur turbulents par convection forcée dans des conduites cylindriques et des espaces annulaires PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Simulations numériques des transferts de chaleur turbulents par convection forcée dans des conduites cylindriques et des espaces annulaires PDF full book. Access full book title Simulations numériques des transferts de chaleur turbulents par convection forcée dans des conduites cylindriques et des espaces annulaires by Lotfi Redjem Saad. Download full books in PDF and EPUB format.
Book Description
Ce travail de thèse a été consacré à la simulation numérique des transferts par convection forcée dans des écoulements turbulents pleinement développés. Deux configurations ont été considérées : la conduite cylindrique et l'espace annulaire. Les champs turbulents sont analysés statistiquement en moyennant dans le temps et dans l'espace les champs instantanés de vitesse et de température afin d'en déduire les profils moyens, les écart-types, les flux de chaleur turbulents ainsi que des statistiques d'ordres plus élevés telles que les coefficients de dissymétrie et d'aplatissement. Une approche plus poussée dans l'analyse des écoulements turbulents est aussi utilisée : les fonctions de densité de probabilité (pdf) et les fonctions de densité de probabilité jointes (jpdf). On s'intéressera à l'influence de la diffusivité thermique du fluide sur les transferts thermo-convectifs dans les deux géométries. On étudiera l'effet de la rotation de la paroi sur le transfert de chaleur dans la conduite cylindrique. Dans la géométrie annulaire, l'influence du rapport des flux de chaleur imposés sur les parois est analysée.
Book Description
Ce travail de thèse a été consacré à la simulation numérique des transferts par convection forcée dans des écoulements turbulents pleinement développés. Deux configurations ont été considérées : la conduite cylindrique et l'espace annulaire. Les champs turbulents sont analysés statistiquement en moyennant dans le temps et dans l'espace les champs instantanés de vitesse et de température afin d'en déduire les profils moyens, les écart-types, les flux de chaleur turbulents ainsi que des statistiques d'ordres plus élevés telles que les coefficients de dissymétrie et d'aplatissement. Une approche plus poussée dans l'analyse des écoulements turbulents est aussi utilisée : les fonctions de densité de probabilité (pdf) et les fonctions de densité de probabilité jointes (jpdf). On s'intéressera à l'influence de la diffusivité thermique du fluide sur les transferts thermo-convectifs dans les deux géométries. On étudiera l'effet de la rotation de la paroi sur le transfert de chaleur dans la conduite cylindrique. Dans la géométrie annulaire, l'influence du rapport des flux de chaleur imposés sur les parois est analysée.
Book Description
LES TRANSFERTS DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET DE CHALEUR PAR CONVECTION MIXTE DUS A LA ROTATION ET AU CHAUFFAGE DIFFERENTIEL DANS DES ESPACES ANNULAIRES CYLINDRIQUES VERTICAUX SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. UN CODE DE CALCUL A ETE DEVELOPPE. IL UTILISE LA METHODE DES VOLUMES FINIS POUR RESOUDRE LES EQUATIONS DE CONSERVATION EN FORMULATION VITESSE-PRESSION. UNE ETUDE PARAMETRIQUE A ETE MENEE AFIN DE QUANTIFIER LES EFFETS DES PARAMETRES ADIMENSIONNELS GOUVERNANT LE SYSTEME. L'ACCENT EST MIS SUR L'EFFET DE LA ROTATION A TRAVERS LE NOMBRE DE REYNOLDS ET SUR L'EFFET DE L'ECART DE TEMPERATURE A TRAVERS LE NOMBRE DE RAYLEIGH. ON MONTRE QUE LA ROTATION FAVORISE L'ECHANGE THERMIQUE, SAUF QUAND CELLE-CI EST FAIBLE ET EN PRESENCE DE FORCE DE GRAVITE. LA FORCE CENTRIFUGE ET LA FORCE D'ARCHIMEDE ONT, DANS CE CAS, DES EFFETS INVERSES. UNE PARTIE DE LA THESE CONCERNE L'ETUDE DE LA MISE EN TEMPERATURE D'UN FLUIDE NEWTONIEN CONFINE DANS UN RECIPIENT CYLINDRIQUE ET THERMIQUEMENT ISOLE. IL Y PLONGE UN ELEMENT CHAUFFANT CYLINDRIQUE. LA MISE EN ROTATION DE L'ELEMENT CHAUFFANT ACCELERE PLUS LE PROCESSUS DE CHAUFFAGE PAR RAPPORT AU CAS OU LE RECIPIENT TOURNE. EN PRESENCE DE FORTS GRADIENTS THERMIQUES, LES GAINS EN TEMPS DE CHAUFFAGE DUS A LA ROTATION SONT FAIBLES SI BIEN QU'IL EST INUTILE DE FAIRE TOURNER L'UN DES ELEMENTS. LE CODE DE CALCUL A ETE ETENDU POUR LA PRISE EN COMPTE DE FLUIDES NON-NEWTONIENS VISQUEUX. POUR LE MODELE EN PUISSANCE, LA ROTATION EST PREDOMINANTE POUR UN FLUIDE DILATANT ALORS QUE C'EST L'EFFET DE LA CONVECTION NATURELLE QUI L'EMPORTE POUR LES FLUIDES PSEUDOPLASTIQUES. LE DEUXIEME MODELE ETUDIE EST LE MODELE DE CARREAU OU NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE DES ECOULEMENTS OSCILLATOIRES D'ORIGINE PUREMENT DYNAMIQUE POUR LES FAIBLES INDICES DE COMPORTEMENT. NOUS NOUS SOMMES ENSUITE INTERESSES A DES PROBLEMES DE BIFURCATION DANS L'ECOULEMENT DE TAYLOR-COUETTE ISOTHERME AVEC TRANSLATION UNIFORME D'UNE DES DEUX COURONNES. AU VOISINAGE DES POINTS DE BIFURCATION, ON MONTRE LA MULTIPLICITE DES SOLUTIONS SUIVANT LE CHEMIN TRANSITOIRE SUIVI
Book Description
Cette thèse est une contribution à la simulation numérique des transferts de quantité de mouvement et de chaleur dans les écoulements turbulents de fluides non-Newtoniens dans une conduite cylindrique fixe. La viscosité du fluide utilisé est décrite par la loi d'Ostwald de Waele. Deux modèles sous-mailles dans l'approche des simulations des grandes échelles ont été considérés : le modèle dynamique de Germano et al. (1991) et le modèle de Smagorinsky non-Newtonien. Ils sont utilisés pour décrire les mécanismes physiques mis en jeu dans les écoulements isothermes de ces fluides à rhéologie complexe. Les transferts thermiques sont simulés avec le modèle de Smagorinsky non-Newtonien. Ces derniers sont traités en deux parties. La première concerne les échanges de chaleur sans influence sur la distribution des vitesses. Il s'agit des écoulements non-thermo dépendants ou écoulements isothermes. La deuxième partie concerne la résolution des écoulements thermo dépendants qui mettent l'accent sur les modifications induites par le couplage vitesse-température. Les champs turbulents sont analysés statistiquement en moyennant dans le temps et dans l'espace (suivant les directions périodiques) les champs instantanés de vitesse et de température pour établir les profils moyens de vitesse et de température, les rms, la tension de Reynolds, les flux de chaleur, les moments d'ordre plus élevé (coefficients de dissymétrie et d'aplatissement), les pdf (fonction de densité de probabilté), les jpdf (fonction de densité de probabilité jointe), le coefficient de frottement, le nombre de Nusselt... Ces différentes grandeurs sont analysées en fonction des divers paramètres qui gouvernent le problème: les nombres de Reynolds et de Prandtl, l'indice d'écoulement et le nombre de Pearson.
Book Description
LES ECOULEMENTS DUS A LA CONVECTION NATURELLE AUTOUR D'ELEMENTS CHAUFFANT HORIZONTAUX DE GRANDE LONGUEUR SONT ETUDIES NUMERIQUEMENT. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES AU CAS D'UN OU DEUX ELEMENTS CHAUFFANT CYLINDRIQUES IMMERGES DANS UNE CAVITE HORIZONTALE A SECTION CARREE. LES EQUATIONS DE CONSERVATION SONT RESOLUES A L'AIDE DU CODE DE CALCUL ELEMENTS FINIS FIDAP. LA CONFIGURATION DE L'ECOULEMENT ET LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN OBTENUS SONT TRES PROCHES DE CEUX DONNES PAR LES DIFFERENTS AUTEURS EN MILIEU INFINI. L'AJOUT D'UN SECOND CYLINDRE, DE MEME DIAMETRE, A L'INTERIEUR DE LA CAVITE PERTURBE L'ECOULEMENT AINSI QUE LE TRANSFERT DE CHALEUR. DEUX CAS SONT DISTINGUES, LES CYLINDRES SONT SOIT VERTICALEMENT SOIT HORIZONTALEMENT ESPACES. LORSQUE LES CYLINDRES SONT VERTICALEMENT ESPACES, DES CORRELATIONS ONT ETE OBTENUES POUR LE NOMBRE DE NUSSELT MOYEN POUR CHAQUE CYLINDRE. IL EXISTE UN NOMBRE DE RAYLEIGH CRITIQUE AU-DELA DUQUEL L'ECOULEMENT SE DISSYMETRISE ET DEVIENT INSTATIONNAIRE. SI, LORSQUE LES CYLINDRES SONT VERTICALEMENT ESPACES, CHAQUE ELEMENT CHAUFFANT JOUE SUR L'ECOULEMENT UN ROLE BIEN DISTINCT, DANS LE CAS DE CYLINDRES HORIZONTALEMENT ESPACES, LEUR INTERACTION EST SYMETRIQUE. DANS UNE SECONDE PARTIE, L'ELEMENT CHAUFFANT EST MODELISE PAR UN TERME DE SOURCE DANS L'EQUATION DE L'ENERGIE. DANS UNE PREMIERE ETAPE, LA MODELISATION AVEC UN CYLINDRE A ETE ETUDIEE POUR CARACTERISER L'INFLUENCE DU DIAMETRE DU CYLINDRE SUR L'ECOULEMENT. A PARTIR D'UN CYLINDRE DE DIAMETRE EGAL A 1/70 FOIS LA LARGEUR DE LA CAVITE, LES DEUX MODELES DONNENT DES RESULTATS TRES PROCHES. CETTE NOUVELLE MODELISATION MOINS COUTEUSE EN TEMPS DE CALCUL, NOUS A PERMIS D'ETUDIER PLUS PRECISEMENT LES DIFFERENTS REGIMES INSTATIONNAIRES
Book Description
Le but de cet ouvrage est d'offrir un large exposé de tous les phénomènes et mécanismes des transferts de chaleur. Les différents modes de transferts thermiques y sont exposés, à savoir la conduction stationnaire et instationnaire, la convection forcée et la convection naturelle, le rayonnement, ainsi que les transferts de chaleur et de masse lors de changements de phase. L'ouvrage fournit à la fois une description des phénomènes et des mécanismes en jeu, ainsi que des méthodes de base permettant de les quantifier, en s'appuyant sur les approches analytiques, numériques, l'analyse dimensionnelle et la similitude. Il expose par ailleurs les modes combinés de transfert thermique ainsi que le transfert global, et présente différents procédés industriels tels que les échangeurs de chaleur et les caloducs. Chaque chapitre est complété de plusieurs exercices.
Author: Abdelhanine Benallou Publisher: ISTE Group ISBN: 1784053414 Category : Heat Languages : fr Pages : 419
Book Description
Que cela soit dans les centrales solaires thermiques ou dans les coeurs des réacteurs nucléaires, le mode de transfert d’énergie le plus important est la convection. Ce mode très particulier obéit à des règles et des corrélations spécifiques qui constituent l’une des bases des équations de dimensionnement des équipements. En plus des aspects classiques de la convection, cet ouvrage traite des transferts à de très hautes températures, où il devient nécessaire, pour assurer le transfert de l’énergie produite, d’utiliser des caloporteurs. Avec les évolutions technologiques actuelles, ces situations deviennent de plus en plus courantes et imposent l’utilisation de corrélations appropriées dans les calculs de conception. Transferts d’énergie par convection examine également le dimensionnement des dissipateurs électroniques utilisés pour assurer l’évacuation de la chaleur produite lors du fonctionnement de certains circuits imprimés destinés, entre autres, aux télécommunications, aux équipements audio, à l’avionique et à l’informatique.
Book Description
Dans de nombreux dispositifs industriels comme les conduites de refroidissement des moteurs de fusées, un écoulement turbulent est en contact avec une paroi solide chaude.L'instabilité due aux courbures ajoutée au confinement créent des courants orthogonaux au flux principal d'une intensité pouvant aller jusqu'à 20% de celui-ci. Pour comprendre les interactions entre ces courants secondaires et les transferts thermiques, des résultats de simulations numériques des grandes échelles sont obtenus dans des conduites pouvant présenter des courbures et des parois chauffées. Un écoulement pleinement développé est injecté à l'entrée du domaine par la simulation synchrone d'une conduite périodique. Un modèle de viscosité turbulente a été implanté dans le code de calcul et aucune loi de paroi n'est utilisée. Une température supérieure est d'abord appliquée sur une des quatre parois d'une conduite carrée rectiligne pour une validation du code de calcul. Les mécanismes d'éjections de fluide chaud de la paroi chauffée vers le coeur de la conduite sont bien représentés et on peut observer le développement progressif de la couche limite thermique. L'évolution spatiale de l'écoulement a ensuite permis d'appliquer un flux constant.Une conduite de section rectangulaire en forme de S a ensuite été simulée. A chaque courbure, apparaît un fort flux secondaire inhérent au gradient de pression normal aux parois courbes. Ceci implique la naissance d'une paire de tourbillons longitudinaux contra-rotatifs de type "Dean" ou "Ekman" évoluant au voisinage de la paroi convexe.L'interaction entre ces courants secondaires et le mélange turbulent est étudiée suivant les modes de chauffage.
Author: Igor V. Shevchuk Publisher: Springer ISBN: 3319209612 Category : Science Languages : en Pages : 253
Book Description
This monograph presents results of the analytical and numerical modeling of convective heat and mass transfer in different rotating flows caused by (i) system rotation, (ii) swirl flows due to swirl generators, and (iii) surface curvature in turns and bends. Volume forces (i.e. centrifugal and Coriolis forces), which influence the flow pattern, emerge in all of these rotating flows. The main part of this work deals with rotating flows caused by system rotation, which includes several rotating-disk configurations and straight pipes rotating about a parallel axis. Swirl flows are studied in some of the configurations mentioned above. Curvilinear flows are investigated in different geometries of two-pass ribbed and smooth channels with 180° bends. The author demonstrates that the complex phenomena of fluid flow and convective heat transfer in rotating flows can be successfully simulated using not only the universal CFD methodology, but in certain cases by means of the integral methods, self-similar and analytical solutions. The book will be a valuable read for research experts and practitioners in the field of heat and mass transfer.
Book Description
L'objectif de cette thèse est de contribuer à la simulation numérique des transferts de chaleur par conduction dans les parois, par rayonnement et par convection thermosolutale dans des cavités fermées ou dans des conduites. Dans la plupart des cas pratiques, les trois modes de transfert de chaleur sont fortement couplés lorsque le fluide en mouvement est un mélange de gaz. Le transfert de chaleur par convection naturelle associé à la condensation surfacique dans une cavité à deux dimensions, remplie d'air humide a été étudié numériquement. Les parois verticales, d'épaisseur finie, sont en contact avec une ambiance extérieure froide. La modélisation faiblement compressible permet à la fois de tenir compte de la diminution de la masse du mélange et de la pression thermodynamique. Egalement, une étude de la convection mixte associée à l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur les deux parois d'un canal vertical a été menée. Les effets des forces d'Archimède thermique et solutale sur le développement de l'écoulement ont été montrés. Les résultats ont été obtenus en considérant que les propriétés du mélange sont constantes ou basées sur la règle d'un tiers. Deux mélanges binaires de gaz parfaits air-vapeur et air-hexane ont été considérés en vertu de diverses conditions aux limites.
Author: Jean Boscary Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 246
Book Description
LA CONCEPTION DES COMPOSANTS FAISANT FACE AU PLASMA REPRESENTE UN ENJEU CAPITAL POUR LES PERFORMANCES DES PROCHAINS REACTEURS A FUSION THERMONUCLEAIRE CONTROLEE. CES ELEMENTS DE PREMIERE PAROI RECEVRONT DES FLUX DE CHALEUR EXCESSIVEMENT ELEVES. ILS SERONT ACTIVEMENT REFROIDIS PAR DES TUBES DE SECTION EXTERIEURE RECTANGULAIRE DANS LESQUELS CIRCULE DE L'EAU PRESSURISEE EN EBULLITION SOUS-SATUREE ANIMEE D'UN MOUVEMENT HELICOIDAL. DES EXPERIENCES ONT ETE REALISEES AFIN D'ANALYSER LE TRANSFERT DE CHALEUR ET DE DETERMINER LE FLUX DE CHALEUR CRITIQUE PRECURSEUR DE L'ASSECHEMENT DE LA PAROI. DES MAQUETTES REFROIDIES PAR DE L'EAU ONT ETE CHAUFFEES ASYMETRIQUEMENT A L'AIDE D'UN CANON A ELECTRONS POUR DIFFERENTES CONDITIONS THERMOHYDRAULIQUES. L'APPARITION DU FLUX DE CHALEUR CRITIQUE A ETE DETECTEE A L'AIDE D'UNE METHODE ORIGINALE BASEE SUR L'OBSERVATION DE LA MODIFICATION DU CHAMP DE TEMPERATURE SUR LA SURFACE CHAUFFEE. LA LOI D'ECHANGE DECRIVANT LES DIFFERENTS MODES DE TRANSFERT DE CHALEUR A LA PAROI DU CANAL, CONVECTION FORCEE ET EBULLITION SOUS-SATUREE, A ETE ETABLIE. DES SIMULATIONS NUMERIQUES DE LA CONDUCTION DE CHALEUR DANS LE MATERIAU ONT PERMIS D'EVALUER LA DISTRIBUTION NON HOMOGENE DE TEMPERATURE ET DE FLUX DE CHALEUR A LA PAROI DU CANAL NON ACCESSIBLE A LA MESURE. LA VALEUR DU FLUX CRITIQUE ETANT DEFINIE COMME LE FLUX DE CHALEUR PARIETAL MAXIMAL, ON PROPOSE UN MODELE DE FLUX CRITIQUE BASE SUR LE MECANISME D'ASSECHEMENT A LA PAROI DE LA SOUS-COUCHE LIQUIDE SITUE SOUS UN AMAS DE VAPEUR. CE MODELE EST EN ACCORD AVEC L'EXPERIENCE.
Author: Lotfi Redjem Saad
Author: Lotfi Redjem Saad
Author: KARIM.. KHELLAF
Author: Sourou Gnambode
Author: VALERIE.. DESCHAMPS
Author: Ana-Maria Bianchi
Author: Abdelhanine Benallou
Author: Jérôme Hébrard
Author: Igor V. Shevchuk
Author: Najma Laaroussi
Author: Jean Boscary