Etude de la convection forcée de la chaleur dans le cas d'un écoulement turbulent d'air à gradient de vitesse uniforme PDF Download
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Author: Marie-Ange Bohéas
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 144
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Book Description
Author: Marie-Ange Bohéas
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 144
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Book Description
Author: Rani Taher
Publisher:
ISBN:
Category :
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: Fernand Fragnaud
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 78
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Author: Gustave Ribaud
Publisher:
ISBN:
Category : Heat
Languages : fr
Pages : 104
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Author: Édouard Roche
Publisher:
ISBN:
Category : Airplanes
Languages : fr
Pages : 114
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Author: KACEM.. MANSOURI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 195
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CE TRAVAIL A POUR OBJET L'ANALYSE DU COUPLAGE CONDUCTION-CONVECTION FORCEE EN REGIME THERMIQUE VARIABLE, DANS LE CAS D'UN ECOULEMENT FLUIDE ENTRE PLAQUES PARALLELES EPAISSES. IL S'AGIT DE PRECISER LA FONCTION DE TRANSFERT OBTENUE POUR UNE EXCITATION PERIODIQUE IMPOSEE A L'ENTREE DU FLUIDE. L'ETUDE COMPREND TROIS PARTIES: LA PREMIERE EST CONSACREE A L'ANALYSE THEORIQUE DANS LE CAS D'UN ECOULEMENT LAMINAIRE A PLAN DIRECTEUR. LE COUPLAGE EST TRAITE EN ECRIVANT L'EGALITE DES FLUX ET DES TEMPERATURES A L'INTERFACE (CONDITION LIMITE DITE DE TYPE 4). UNE SOLUTION ANALYTIQUE A ETE DEVELOPPEE MOYENNANT L'HYPOTHESE D'UN PROFIL DE VITESSE UNIFORME (SLUG FLOW). CE PROBLEME EST EGALEMENT RESOLU A L'AIDE DU MODELE QUASI-STATIONNAIRE, LE COUPLAGE A L'INTERFACE EST ALORS ASSURE EN INTRODUISANT LA NOTION DE COEFFICIENT DE CONVECTION. LA DEUXIEME PARTIE CONCERNE LA SIMULATION NUMERIQUE D'UN ECOULEMENT FLUIDE EN REGIME LAMINAIRE ENTRE DEUX PLAQUES PARALLELES. LE CHAMP DYNAMIQUE EST CONSIDERE ETABLI PARABOLIQUE. LA REPONSE THERMIQUE EST ETUDIEE EN FONCTION DES DIFFERENTS PARAMETRES DU PROBLEME, TELS QUE LA FREQUENCE DU SIGNAL D'ENTREE ET LES CARACTERISTIQUES THERMOPHYSIQUES DU FLUIDE ET DU SOLIDE. LE MODELE NUMERIQUE UTILISANT UNE FORMULATION EXPLICITE AUX DIFFERENCES FINIES EST VALIDE PAR RAPPORT A LA SOLUTION EXACTE DEVELOPPEE DANS LA PREMIERE PARTIE. EN REGIME TURBULENT, DES PROFILS CLASSIQUES DE DISTRIBUTION DE VITESSE ET DE VISCOSITE SONT UTILISES DANS UN MODELE PSEUDO-LAMINAIRE. LES RESULTATS SONT ALORS COMPARES A CEUX OBTENUS SIMPLEMENT PAR L'UTILISATION DU NOMBRE DE NUSSELT. LA TROISIEME PARTIE EST RELATIVE A L'ETUDE EXPERIMENTALE D'UN ECOULEMENT D'EAU DANS UN CANAL RECTANGULAIRE DE SECTION 300 X 20 MM#2 ET DE LONGUEUR 3 M. LES PAROIS SONT EN ACIER INOXYDABLE DE 5 MM D'EPAISSEUR. LE FLUIDE ABORDE LE CANAL AINSI DEFINI AVEC UNE TEMPERATURE D'ENTREE EVOLUANT SELON UNE LOI TEMPORELLE PERIODIQUE. ON S'INTERESSE A LA DISTRIBUTION DE TEMPERATURE LONGITUDINALE DANS L'AXE DU CANAL ET A LA PAROI. EN PRATIQUE, NOUS DISPOSONS DE DEUX PARAMETRES, A SAVOIR LE NOMBRE DE REYNOLDS ET LA FREQUENCE DU SIGNAL D'ENTREE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT CONFRONTES AUX MODELES PRECEDENTS
Author: ABDELKADER.. BOUDJEMAA
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 184
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CETTE ETUDE ENTRE DANS LE CADRE DE L'ANALYSE DES TRANSFERTS TURBULENTS DE CHALEUR EN ECOULEMENT DE CONVECTION LIBRE. IL S'AGIT D'ETUDIER UN ECOULEMENT DE TURBULENCE DE GRILLE EN CONVECTION NATURELLE DONT LES DIMENSIONS CARACTERISTIQUES SONT RELATIVEMENT GRANDES AVEC DES ECARTS MODERES DE TEMPERATURE DANS LA ZONE ETABLIE. L'ECRITURE DES EQUATIONS STATISTIQUES AUX CORRELATIONS MET EN EVIDENCE LE ROLE DE LA VARIATION DE MASSE VOLUMIQUE; LE BILAN ENERGETIQUE MESURE ET DEDUIT DE CES EQUATIONS EST COMPARE A CELUI DE LA TURBULENCE DE GRILLE EN CONVECTION FORCEE. L'ANALYSE SPECTRALE MONTRE QUE LE SPECTRE UNIDIMENSIONNEL DES FLUCTUATIONS DE TEMPERATURE DIFFERE NOTABLEMENT DE CELUI DES FLUCTUATIONS LONGITUDINALES DE VITESSE: LE SPECTRE DE TEMPERATURE EST DECALE VERS LES FREQUENCES ELEVEES PAR RAPPORT A CELUI DE LA VITESSE SI UNE CORRESPONDANCE ENTRE FREQUENCE ET NOMBRES D'ONDES EST DEVELOPPEE A PARTIR DE LA MESURE DE CORRELATIONS SPATIO-TEMPORELLES DEFINISSANT UNE VITESSE DE CONVECTION, ON OBTIENT UNE ASSEZ BONNE ANALOGIE ENTRE LES SPECTRES PRESENTES EN NOMBRES D'ONDES. LES MESURES CORRESPONDANT A DES CONFIGURATIONS DIFFERENTES CONCERNANT LA DIMENSION DES MAILLES DES GRILLES CINEMATIQUE ET THERMIQUE FONT APPARAITRE QUE LES EFFETS DE MEMOIRE DES CONDITIONS INITIALES ET DES CONDITIONS EXTERIEURES SONT SIGNIFICATIFS, EN PARTICULIER SUR LES MECANISMES DE PRODUCTION. LES MESURES DE CORRELATIONS SPATIO-TEMPORELLES DE VITESSE ET DE TEMPERATURE DANS LA DIRECTION DE L'ECOULEMENT MONTRENT QUE L'HYPOTHESE DE TAYLOR N'EST PAS APPLICABLE POUR LE CHAMP DE TEMPERATURE ALORS QU'ELLE SEMBLE ASSEZ VERIFIEE POUR LE CHAMP DE VITESSE
Author: Charles Bory
Publisher:
ISBN:
Category : Heat
Languages : fr
Pages : 100
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Book Description
Author: Charles Bory
Publisher: FeniXX
ISBN: 2402644826
Category : Education
Languages : fr
Pages : 227
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Book Description
La chaleur se transmet, entre corps matériels, par l'entremise de phénomènes de plusieurs natures. Ce premier volume traite des échanges par convection. On s'est limité, ici, à l'étude des cas les plus immédiats, renvoyant à un second volume l'examen des convections complexes, où le passage de chaleur s'accompagne de phénomènes divers (échauffement des parois par frottements fluides, ébullition, etc.), ainsi que l'étude des questions à caractère technique (échangeurs de chaleur, par exemple). L'exposé est, avant tout, orienté vers l'aspect physique de la question, évitant à la fois des développements théoriques trop étendus, et des indications pratiques trop détaillées ; on s'est attaché à décrire au mieux les phénomènes effectivement observés, et à dégager les idées fondamentales des théories par lesquelles on essaie de les coordonner. Du point de vue pratique, bien que le but de l'ouvrage ne soit pas de se substituer entièrement aux formulaires techniques ou aux traités spécialisés, on a cependant donné les formules classiques fondamentales, et les constantes spécifiques des fluides usuels, qui permettent d'évaluer les coefficients de convection, forcée ou naturelle, pour un grand nombre de dispositifs courants. Une table des puissances 0,2, 0,25 et 0,8 apporte son aide aux calculs numériques. Enfin, bien que ne représentant pas littéralement le texte d'un cours de l'École nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique de Poitiers, cet ouvrage correspond - dans une large mesure - à l'enseignement des questions de thermique, qui y a été développé depuis sa fondation. Il s'inspire également des travaux conduits dans le laboratoire d'études thermiques de l'école.
Author: Lucien Duchatelle
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 68
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