CONVECTION THERMIQUE TURBULENTE DANS LE MERCURE 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 CONVECTION THERMIQUE TURBULENTE DANS LE MERCURE PDF full book. Access full book title CONVECTION THERMIQUE TURBULENTE DANS LE MERCURE by SIMONE.. CIONI. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: SIMONE.. CIONI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 250
Get Book Here
Book Description
CE TRAVAIL EXPERIMENTAL EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA CONVECTION DE RAYLEIGH-BENARD (COUCHE DE LIQUIDE CONFINEE ENTRE DEUX PAROIS HORIZONTALES SOUMISE A UN GRADIENT VERTICAL DE TEMPERATURE) EN REGIME DE TURBULENCE DEVELOPPEE. L'EXPERIENCE MENEE DANS UNE CELLULE CONVECTIVE A GEOMETRIE CYLINDRIQUE DE 21,3 CM DE HAUTEUR ET RAPPORT D'ASPECT 1 A COMME BUT D'ETUDIER LA CONVECTION DANS LE MERCURE (A FAIBLE NOMBRE DE PRANDTL PR = 0,025), LA COMPARAISON AVEC DES EXPERIENCES DANS L'EAU (PR = 7). LE NOMBRE DE RAYLEIGH OBTENU DANS LE MERCURE, RA 3 10**(9), DEPASSE LARGEMENT CE QUI AVAIT ETE ATTEINT AUPARAVANT. LE CAS DES FAIBLES PR EST IMPORTANT POUR SES APPLICATIONS TANT INDUSTRIELLES (ELABORATION DES METAUX, ECHANGES THERMIQUES AVEC LE SODIUM LIQUIDE), QUE GEOPHYSIQUES (NOYAU TERRESTRES) ET ASTROPHYSIQUES (CONVECTION DANS LES ETOILES). NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LA FORMATION SPONTANEE D'UN ECOULEMENT MOYEN, INHERENTE AU MECANISME DE CONVECTION. LA STRUCTURE SPATIALE ET LA DYNAMIQUE DE CET ECOULEMENT ONT ETE ANALYSEES, AINSI QUE SON INFLUENCE SUR LES TRANSFERTS THERMIQUES. NOUS AVONS PAR AILLEURS MESURE DANS CETTE EXPERIENCE LE FLUX DE CHALEUR GLOBAL EN FONCTION DU NOMBRE DE RAYLEIGH. NOUS AVONS DE PLUS ETUDIE LES FLUCTUATIONS LOCALES DE TEMPERATURE A L'INTERIEUR DE LA CELLULE, LEUR SPECTRE D'ENERGIE ET SES PROPRIETES D'INTERMITTENCE, POUR CARACTERISER LA DYNAMIQUE DE LA TURBULENCE. DANS LE MERCURE LA TEMPERATURE SE COMPORTE COMME UN SCALAIRE PASSIF (SPECTRES DE KOLMOGOROV K**(-5/3), TANDIS QU'ELLE A UN ROLE ACTIF DANS L'EAU, AVEC DES SPECTRES DE BOLGIANO EN K**(-7/5)
Author: SIMONE.. CIONI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 250
Get Book Here
Book Description
CE TRAVAIL EXPERIMENTAL EST CONSACRE A L'ETUDE DE LA CONVECTION DE RAYLEIGH-BENARD (COUCHE DE LIQUIDE CONFINEE ENTRE DEUX PAROIS HORIZONTALES SOUMISE A UN GRADIENT VERTICAL DE TEMPERATURE) EN REGIME DE TURBULENCE DEVELOPPEE. L'EXPERIENCE MENEE DANS UNE CELLULE CONVECTIVE A GEOMETRIE CYLINDRIQUE DE 21,3 CM DE HAUTEUR ET RAPPORT D'ASPECT 1 A COMME BUT D'ETUDIER LA CONVECTION DANS LE MERCURE (A FAIBLE NOMBRE DE PRANDTL PR = 0,025), LA COMPARAISON AVEC DES EXPERIENCES DANS L'EAU (PR = 7). LE NOMBRE DE RAYLEIGH OBTENU DANS LE MERCURE, RA 3 10**(9), DEPASSE LARGEMENT CE QUI AVAIT ETE ATTEINT AUPARAVANT. LE CAS DES FAIBLES PR EST IMPORTANT POUR SES APPLICATIONS TANT INDUSTRIELLES (ELABORATION DES METAUX, ECHANGES THERMIQUES AVEC LE SODIUM LIQUIDE), QUE GEOPHYSIQUES (NOYAU TERRESTRES) ET ASTROPHYSIQUES (CONVECTION DANS LES ETOILES). NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LA FORMATION SPONTANEE D'UN ECOULEMENT MOYEN, INHERENTE AU MECANISME DE CONVECTION. LA STRUCTURE SPATIALE ET LA DYNAMIQUE DE CET ECOULEMENT ONT ETE ANALYSEES, AINSI QUE SON INFLUENCE SUR LES TRANSFERTS THERMIQUES. NOUS AVONS PAR AILLEURS MESURE DANS CETTE EXPERIENCE LE FLUX DE CHALEUR GLOBAL EN FONCTION DU NOMBRE DE RAYLEIGH. NOUS AVONS DE PLUS ETUDIE LES FLUCTUATIONS LOCALES DE TEMPERATURE A L'INTERIEUR DE LA CELLULE, LEUR SPECTRE D'ENERGIE ET SES PROPRIETES D'INTERMITTENCE, POUR CARACTERISER LA DYNAMIQUE DE LA TURBULENCE. DANS LE MERCURE LA TEMPERATURE SE COMPORTE COMME UN SCALAIRE PASSIF (SPECTRES DE KOLMOGOROV K**(-5/3), TANDIS QU'ELLE A UN ROLE ACTIF DANS L'EAU, AVEC DES SPECTRES DE BOLGIANO EN K**(-7/5)
Author: Sébastien Chaumat
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 208
Get Book Here
Book Description
La convection thermique turbulente est étudiée par le biais de plusieurs expériences dans le but de départager différents modèles théoriques. La forme du profil vertical de température moyenne prévue par plusieurs observation dans la couche limite thermique à nombre de Prandlt faible ou modéré et le modèle de longueur de mélange de Kraichnan s'avère satisfaisant hors de la couche limite dans le cas de l'eau. En présence d'un champ magnétique vertical, on observe trois nouveaux régimes magnétohydrodynamiques turbulent dans le mercure. Pour les faibles valeurs du champ, les propriétés à grande échelle du flux de chaleur sont quasiment identiques au cas sans champ. Dans ce régime, on mesure pour la première fois, à l'aide d'une sonde à induction, les propriétés statistiques et sprectrales des fluctuations locales de vitesse de l'écoulement. Dans une nouvelle expérience, on étudie la convection turbulente libre instationnaire obtenue par chauffage suel, sans refroidissement, de la cellule de Rayleigh-Bénard. On introduit la notion de cellule virtuelle qui permet de définir un nombre de Rayleigh associé bien plus grand qu'en régimé stationnaire. Un régime quasi-stationnaire est mis en évidence dans le mercure et une forte augmentation du transport convectif est observée dans l'eau. Enfin, dans une cellule de convection de grandes dimensions, on étudie l'influence de la conduction de la paroi inférieure sur l'apparition du régime ultime de convection turbulente.
Author: Stéphan Fauve
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 252
Get Book Here
Book Description
GENERALITES SUR LA CONVECTION DE RAYLEIGH BENARD. DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL. PROBLEME POSE PAR LE FAIBLE NOMBRE DE PRANDTL DU MERCURE QUI SE TRADUIT PAR L'APPARITION D'UN REGIME CONVECTIF DEPENDANT DU TEMPS LIE AUX INSTABILITES TRIDIMENSIONNELLES DE LA STRUCTURE CONVECTIVE ET CONDUIT A SE POSER DES QUESTIONS CONCERNANT LA VALIDITE DE DIFFERENTS DEVELOPPEMENTS PERTURBATIFS POSSIBLES DECRIVANT CES INSTABILITES. ETUDE DE LA TRANSITION D'UN SYSTEME VERS LA TURBULENCE, LORS DE L'AUGMENTATION D'UNE CONTRAINTE (NOMBRE DE RAYLEIGH) ET DE L'EFFET D'UN SECOND PARAMETRE (CHAMP MAGNETIQUE) SUR LE SCENARIO DE LA TRANSITION
Author:
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 10
Get Book Here
Book Description
Author: Éleonore Rusaouën
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
La problématique des échanges turbulents en convection thermique est abordée au travers de deux écoulements complémentaires en eau, Prandtl compris entre 2.5 et 6.5.Le premier est une cellule de Rayleigh-Bénard asymétrique. La plaque chaude située au bas de la cellule présente des rugosités périodiques de taille contrôlée. La plaque froide en haut de la cellule est, au contraire, lisse. Le flux de chaleur est imposé à la plaque chaude. Dans la gamme de forçage explorée dans ce travail, les deux plaques sont indépendantes ce qui permet une comparaison in-situ entre une plaque lisse et une plaque rugueuse. Par comparaison avec des résultats de référence, nous mettons en évidence une augmentation importante du nombre de Nusselt (flux de chaleur adimensionné) associé à la plaque rugueuse alors que celui de la plaque lisse demeure inchangé. Cette augmentation semble pilotée par la hauteur des rugosités choisies.Le second écoulement étudié ici est un écoulement en canal thermique. La géométrie du dispositif permet de s'affranchir des conditions aux limites à l'injection du flux de chaleur. L'expérience étant inclinable, il est possible d'étudier les effets de la stratification sur l'écoulement, puisqu'elle est de plus en plus importante avec l'augmentation de l'inclinaison. En fonction du couple (flux de chaleur, inclinaison), quatre régimes d'écoulements distincts peuvent apparaître. Nous proposons une modélisation pour trois d'entre eux, dont un modèle d'écoulement turbulent. Ce modèle est ensuite validé à plus haut Reynolds dans une nouvelle expérience à grande échelle, qui permet d'explorer le régime de turbulence inertielle induit par l'écoulement.
Author: Mathieu Gibert
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 196
Get Book Here
Book Description
Dans ce travail, nous avons abordé le phénomène de la Convection Thermique Turbulente sous des angles nouveaux et innovants. Le premier système que nous abordons expérimentalement est un Canal Vertical dit Infini au sein duquel règne un gradient de température moyen constant. Le flux de masse dans ce canal est nul. L’image qui se dégage de nos mesures est celle d’un écoulement majoritairement inertiel, où les coefficients dissipatifs (la viscosité en l’occurrence) n’interviennent que pour fixer une longueur de cohérence L. Cette longueur est celle sur laquelle les panaches thermiques peuvent êtres considérés comme en « chute libre ». Le transport horizontal (d’impulsion et de chaleur) est entièrement dû aux fluctuations. La « longueur de mélange » associée est petite devant la largeur du canal. Par contre, le transport de chaleur vertical est dû à des structures cohérentes, les panaches. Ces panaches, nous les retrouvons dans une étude Lagrangienne de l’écoulement au centre d’une cellule de Rayleigh Bénard. La sonde est une sphère de 2 cm de diamètre qui a la même densité que le fluide que nous utilisons, équipée de thermomètres et d’un émetteur radio. Elle est transportée par les panaches, ce qui nous permet une étude statistique de ceux-ci.
Author: Tahar Rezoug
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
Get Book Here
Book Description
UN CODE DE CALCUL A ETE DEVELOPPE POUR LA PREDETERMINATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT TURBULENT DANS LES CAVITES EN ROTATION. CE TYPE D'ECOULEMENT SE RENCONTRE EN PARTICULIER DANS LES TURBOMACHINES. UNE ETUDE PRELIMINAIRE EST D'ABORD FAITE SUR LES CAVITES FIXES AVEC ENTRAINEMENT. L'INTRODUCTION DE LA ROTATION AVEC EFFET DES FORCES CENTRIFUGES ET DE CORIOLIS PERMET ENSUITE D'APPROCHER LES CONDITIONS PHYSIQUES DANS LES MACHINES TOURNANTES. LA METHODE NUMERIQUE UTILISEE EST BASEE SUR UNE APPROCHE DE TYPE VOLUMES FINIS. DES TECHNIQUES DE STABILISATION NUMERIQUE SONT INTRODUITES POUR TRAITER DES ECOULEMENTS EN FORTE ROTATION ET DES MODELES DE FERMETURE DU SECOND ORDRE. LA DESCRIPTION UTILISEE DE LA TURBULENCE EST SOIT LE MODELE ENERGIE-DISSIPATION SOIT LE MODELE ALGEBRIQUE DES MOMENTS DU SECOND ORDRE. CES MODELES SONT ETENDUS AU CAS D'UN REPERE EN ROTATION. EN PARTICULIER LA FORMULATION DEVELOPPEE DANS LES CAS DES MODELES AU SECOND ORDRE EST ADAPTEE POUR FAIRE INTERVENIR DES TENSEURS OBJECTIFS. LES EXPLOITATIONS DU CODE A L'AIDE DE CES DEUX MODELES POUR UNE CAVITE FIXE ONT FOURNIS DES RESULTATS SATISFAISANTS. LES PREVISIONS NUMERIQUES POUR DES CAVITES EN ROTATION A L'AIDE DU MODELE ENERGIE-DISSIPATION SONT EN ACCORD SATISFAISANT AVEC LES DONNEES EXPERIMENTALES DE J. OWEN SAUF POUR LES SITUATIONS D'ECLATEMENT TOURBILLONNAIRE. ENFIN POUR MIEUX DECRIRE LA FINE COUCHE D'EKMAN IL A ETE NECESSAIRE D'UTILISER UNE MODELISATION A BAS NOMBRE DE REYNOLDS DANS CETTE ZONE
Author: N. D
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 229
Get Book Here
Book Description
Ce travail présente des résultats expérimentaux obtenus dans une cavité différentiellement chauffée de 4 m de hauteur. Dans cette étude, des cartographies de température (micro-thermocouples) et de vitesse (LDV 2D et PIV standard) ont été établies pour des écoulements de convection naturelle turbulente à grands nombres de Rayleigh (4,0x1010 ≤ RaH ≤ 1,2x1011) tout en respectant l'approximation de Boussinesq. L'exploitation des résultats expérimentaux a, entre autre, permis de caractériser la stratification thermique au centre de la cavité ainsi que son évolution en fonction du nombre de Rayleigh pour différentes émissivités des parois passives. En outre, cette caractérisation a permis de connaître les répartitions des flux échangés à la paroi, la typologie des écoulements au voisinage des parois actives et dans le plan vertical médian, ainsi que le cheminement du fluide dans la partie haute de la cavité. Ces résultats sont ensuite comparés à ceux obtenus dans d'autres cavités différentiellement chauffées de moindres dimensions étudiées antérieurement au laboratoire. L'ensemble de ces résultats montre une grande cohérence et nous permet de déterminer des lois d'évolution de la vitesse maximale atteinte dans la cavité et du transfert de chaleur aux parois en fonction du nombre de Rayleigh en régime laminaire et turbulent. En parallèle, une étude numérique 2D a été réalisée. Son objectif est d'étudier l'influence du rayonnement de surface ou volumique sur la structure de l'écoulement et sur les modes de transfert de chaleur. A cette fin, un module de transferts radiatifs a été implanté dans un code Volumes Finis de convection naturelle turbulente existant. La modélisation de la turbulence est réalisée par une approche LES avec un modèle de diffusivité de sous maille adapté à la convection naturelle. La partie rayonnement est traitée à l'aide d'un modèle de gaz gris par bande, associé à une méthode aux ordonnées discrètes. Une analyse de l'influence du rayonnement de parois et/ou de gaz sur les écoulements turbulents de convection naturelle est réalisée pour un nombre de Rayleigh de 1,2x1011.
Author: Olivier Liot
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Lors de cette thèse nous avons étudié le phénomène de convection thermique turbulente. La compréhension des mécanismes du flux thermique induit est encore un défi. Dans cette optique, deux approches innovantes ont été utilisées. La première a consisté en une approche Lagrangienne. Dans un premier temps, nous avons immergé une particule instrumentée munie de capteurs de température. Sa vitesse a été mesurée simultanément afin de calculer le flux thermique local transporté. En comparant les mesures effectuées à des simulations numériques et à des mesures Eulériennes, la pertinence de cette méthode a été révélée. Nous avons ensuite ensemencé l'écoulement avec des particules de diamètre inférieur à l'échelle dissipative du système. Nous avons alors pu effectuer les suivre en 3D et nous intéresser aux statistiques turbulentes, ainsi qu'à la dispersion de paires. Nous avons ensuite étudié une configuration où la plaque du bas comporte des rugosités contrôlées. Il est reconnu que cela amène une augmentation du transfert thermique supérieure à celle reliée à l'augmentation de surface. Nous avons mis en évidence des mécanismes possibles qui expliquent ce phénomène. Des mesures thermométriques dans une cellule remplie d'eau ainsi que des mesures vélocimétriques dans une cellule six fois plus grande remplie d'air ont permis d'observer un changement radical de la structure des couches limites au voisinage des rugosités, notamment l'apparition d'une couche limite turbulente. Ces mesures ont été accompagnées de mesures de vitesse de l'écoulement global qui ont révélé une augmentation drastique des fluctuations de vitesse ainsi que l'apparition d'un nouveau régime de turbulence.
Author: Frédéric Dehoux
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
L'objectif général de la thèse est d'améliorer la modélisation numérique RANS des flux thermiques turbulents notamment en proposant un modèle fonctionnant dans les trois régimes de convection thermique (forcée, mixte et naturelle).Pour ce faire, un état des lieux, non exhaustif, des modèles des flux thermiques utilisant les approches algébriques et à équations de transport, est effectué. Puis, le modèle EB-RSM (Elliptic Blending-Reynolds Stress Model) étant utilisé pour modéliser la turbulence, le principe de la pondération elliptique est appliqué aux modèles des flux thermiques turbulents algébriques EB-GGDH (EB-General Gradient Diffusion Hypothesis), EB-AFM (EB-Algebraic Flux Model) et à équations de transport EB-DFM (EB-Differential Flux Model). Une attention particulière a été apportée aux échelles de temps et de longueur utilisées pour ces modèles. Il en résulte qu'utiliser une échelle de longueur thermique différente de l'échelle de longueur dynamique et une échelle de temps mixte dans le terme de flottabilité de l'équation de la dissipation turbulente est préférable.Pour valider les formulations retenues, nous avons effectué des tests pour des fluides usuels (nombre de Prandtl de l'ordre de 1) dans les trois régimes de convection à l'aide de l'outil de calcul Code_Saturne sur des configurations académiques, semi-académiques et industrielles.Des résultats satisfaisants ont été obtenus en associant l'EB-RSM et le GGDH en convection forcée ou mixte et l'EB-RSM aux modèles EB-DFM et AFM en convection naturelle.
