Convection thermique pour un fluide pseudoplastique en conduite cylindrique PDF Download
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Author: Véronique Scirocco (auteur d'une thèse de sciences.)
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 228
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Book Description
Author: Véronique Scirocco (auteur d'une thèse de sciences.)
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Languages : fr
Pages : 228
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Author: Jorge Peixinho
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Languages : fr
Pages : 155
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Book Description
Cette thèse est une contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite cylindrique ou annulaire. Le fluide utilisé est une solution de carbopol neutralisée. En régime laminaire, l'écoulement unidirectionnel d'un fluide à seuil est caractérisé par la présence, dans la partie centrale, d'une zone isovitesse. La fin du régime laminaire, déterminée à partir des mesures de pression et de vitesse, est retardée par la présence d'un seuil d'écoulement. Le début de la transition se manifeste par des instabilités en présence d'une zone isovitesse stable. Ce régime particulier pour le fluide à seuil est caractérisé. Par la suite, des bouffées turbulentes envahissant toute la section de la conduite, sont observées et comparées à celles obtenues pour un fluide newtonien. En régime turbulent, seuls les effets dus aux caractères rhéofluidifiants et élastiques des fluides utilisés sont mis en évidence. Enfin, l'évolution du coefficient de transfert de chaleur dans les différents régimes est déterminée montrant clairement l'effet des propriétés rhéologiques.
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: KARIM.. KHELLAF
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Languages : fr
Pages : 222
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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
Author: Michel Lai
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Languages : fr
Pages : 243
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L'OBJECTIF ULTIME DE CES TRAVAUX DE RECHERCHE EST LE DIMENSIONNEMENT D'UN ECHANGEUR ELECTRIQUE (TUBE A PASSAGE DE COURANT), DANS LEQUEL LA CHALEUR EST GENEREE AU SEIN MEME DU TUBE TRAVERSE PAR UN COURANT ELECTRIQUE. CES RECHAUFFEURS SONT CONSTITUES D'UN NOMBRE DONNE DE TUBES RECTILIGNES RELIES ENTRE EUX PAR DES COUDES NON CHAUFFES. CETTE TECHNOLOGIE EST PARTICULIEREMENT ADAPTEE AU TRAITEMENT THERMIQUE DES LIQUIDES AGROALIMENTAIRES, QUI SONT EN GENERAL NON NEWTONIENS, ET EVENTUELLEMENT FORTEMENT DEPENDANTS DE LA TEMPERATURE. LES FLUIDES DE TRAVAIL SONT DE DEUX TYPES (RHEOFLUIDIFIANT ET VISCOPLASTIQUE), LEUR LOI DE COMPORTEMENT MODELISANT UNE CLASSE IMPORTANTE DE LIQUIDES AGROALIMENTAIRES. L'ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT DE TELS FLUIDES EN CONDUITE ANNULAIRE NOUS CONDUIT A : - PROPOSER DES CORRELATIONS DECRIVANT LES ECHANGES THERMIQUES ET LES PERTES DE CHARGE POUR LE REGIME DE CONVECTION FORCEE, ADAPTEES AU TYPE DE LIQUIDE, AUX CONDITIONS AUX LIMITES IMPOSEES, AU REGIME ET A LA GEOMETRIE DE L'ECOULEMENT - QUANTIFIER LES EFFETS DE LA CONVECTION NATURELLE SUR LE COEFFICIENT D'ECHANGE DANS LE CAS DE LA CONVECTION MIXTE. PARALLELEMENT, UNE ETUDE EXPERIMENTALE RELATIVE A L'ECOULEMENT DE FLUIDES NON NEWTONIENS EN CONDUITE COURBE NOUS PERMET DE CARACTERISER L'INFLUENCE DE CETTE ZONE DE RACCORDEMENT SUR LA STRUCTURE DES CHAMPS DYNAMIQUE ET THERMIQUE.
Author: Adel El Ouardighi
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Languages : fr
Pages : 314
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On se propose d'étudier numériquement et expérimentalement les lois de l'écoulement et du transfert de chaleur pour des fluides newtoniens et non newtoniens thermodépendants, en écoulement laminaire dans une conduite cylindrique de section circulaire et dans un espace situé entre deux plaques planes semi-infinies, chauffées à la paroi à densité de flux de chaleur ou à température constantes. On s'intéresse aux fluides pseudoplastiques dont le comportement peut être modélisé par la loi puissance d'Ostwald. On met clairement en évidence l'incidence d'un champ thermique imposé sur la distribution des vitesses, sur les lois de perte charge et sur les lois de transfert de chaleur qui en résultent. Outre les paramètres classiques, on propose pour le coefficient de frottement et le coefficient d'échange de chaleur des corrélations, qui tiennent compte d'un nouveau groupement adimensionnel dû à la thermodépendance
Author: JONG HO LEE.
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Languages : fr
Pages : 354
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ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DES TRANSFERTS D'IMPULSION ET DE CHALEUR EN REGIME LAMINAIRE TRANSITOIRE DANS UN CYLINDRE VERTICAL PARTIELLEMENT REMPLI D'UN FLUIDE NEWTONIEN. ON EXAMINE LE CAS OU LES PAROIS DU CYLINDRE SONT A UNE TEMPERATURE CONSTANTE ET CELUI OU ELLES SONT TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITE CONSTANTE. ON INTRODUIT DANS LES EQUATIONS LA FONCTION DE COURANT ET LE ROTATIONNEL DE LA VITESSE ET ON CALCULE LES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE PAR UNE METHODE AUX DIFFERENCES-FINIES EXPLICITES ASSOCIEE A UNE ETUDE DE STABILITE. DE NOMBREUX ECOULEMENTS SECONDAIRES ACCOMPAGNANT L'ECOULEMENT PRINCIPAL SONT MIS EN EVIDENCE
Author: Chérif Nouar
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Category :
Languages : fr
Pages : 468
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Author: Anne Davaille
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ISBN:
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Languages : fr
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DES EXPERIENCES DE LABORATOIRE ONT ETE REALISEES POUR DETERMINER LES CARACTERISTIQUES DE LA CONVECTION THERMIQUE A HAUT NOMBRE DE RAYLEIGH EN REGIME TRANSITOIRE DANS LES FLUIDES A HAUT NOMBRE DE PRANDTL DONT LA VISCOSITE DEPEND FORTEMENT DE LA TEMPERATURE. LA COUCHE DE FLUIDE INITIALEMENT ISOTHERME EST BRUSQUEMENT REFROIDIE A SA LIMITE SUPERIEURE A T=0 TANDIS QUE SA LIMITE INFERIEURE RESTE ISOLEE. LES NOMBRES DE RAYLEIGH ETUDIES VARIENT DE 10#6 A 2.10#8, ET LES CONTRASTES DE VISCOSITE ENTRE LA LIMITE SUPERIEURE FROIDE ET L'INTERIEUR BIEN MELANGE, DE 1.5 A 10#6. LES INSTABILITES THERMOCONVECTIVES, SOUS LA FORME DE PANACHES DESCENDANTS, CONDUISENT A DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE, QUI S'ATTENUENT LORSQUE LE CONTRASTE DE VISCOSITE AUGMENTE. CES CARACTERISTIQUES S'EXPLIQUENT PAR LA FORMATION D'UN COUVERCLE CONDUCTIF, ET DONC STAGNANT , QUI ENCAISSE LA MAJEURE PARTIE DU CONTRASTE DE VISCOSITE. EN DESSOUS DE CE COUVERCLE CONDUCTIF, LA CONVECTION SE DEVELOPPE DANS UNE COUCHE OU LE CONTRASTE DE VISCOSITE N'EXCEDE PAS 15. DES MESURES DE TEMPERATURE ET DE FLUX DE CHALEUR, ONT ETE DEDUITES DES LOIS D'ECHELLES DONNANT LE TEMPS DE DEMARRAGE DE LA CONVECTION, LE FLUX DE CHALEUR ET L'EPAISSEUR DU COUVERCLE CONDUCTIF. CES LOIS NOUS ONT PERMIS D'EXTRAPOLER NOS RESULTATS A LA TERRE DANS DEUX CAS, LE REFROIDISSEMENT DES LITHOSPHERES OCEANIQUE ET CONTINENTALE, ET LE REFROIDISSEMENT DES LACS DE LAVE
Author: Véronique Lacroix
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 226
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LE BUT DE CES TRAVAUX DE RECHERCHE EST L'ETUDE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE DU MELANGE EN SORTIE DE COUDE D'UN FLUIDE A CARACTERE RHEOLOGIQUE NON-NEWTONIEN, THERMODEPENDANT. LE COUDE EST PRECEDE D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR TUBULAIRE DE SECTION ANNULAIRE, DONT LA CONFIGURATION EST GENERALEMENT UTILISEE DANS LE SECTEUR INDUSTRIEL POUR LES PROCESSUS DE PREPARATION PAR TRAITEMENT THERMIQUE DE FLUIDES AGRO-ALIMENTAIRES. LES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE ONT ETE DETERMINES EXPERIMENTALEMENT PAR L'UTILISATION DE LA VELOCIMETRIE LASER A EFFET DOPPLER ET DE LA FLUORESCENCE INDUITE PAR LASER, RESPECTIVEMENT. LES CONDITIONS INITIALES DE L'ECOULEMENT EN AMONT DU COUDE (SORTIE DE L'ECHANGEUR) ONT ETE DETERMINEES POUR DIFFERENTS PARAMETRES (FLUIDE, DEBIT, FLUX DE CHALEUR IMPOSE). L'ETUDE A ENSUITE PORTEE SUR LES CONDITIONS DYNAMIQUE ET THERMIQUE DE L'ECOULEMENT DANS LE COUDE, PUIS EN SORTIE DE COUDE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE CONFRONTES AUX RESULTATS NUMERIQUES OBTENUS PAR LE CODE DE CALCUL FIDAP. LES CONDITIONS DE MELANGE OU DE NON MELANGE EN SORTIE DE COUDE ONT AINSI PU ETRE MISES EN EVIDENCE.
