Étude numérique de l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur la paroi externe d'une ellipse horizontale

Étude numérique de l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur la paroi externe d'une ellipse horizontale PDF Author: Omar Ansari
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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.

Étude numérique de l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur la paroi externe d'une ellipse horizontale

Étude numérique de l'évaporation d'un film liquide ruisselant sur la paroi externe d'une ellipse horizontale PDF Author: Omar Ansari
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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.

Etude de l'évaporation d'un film liquide pur et de solutions aqueuses ruisselant sur un cylindre horizontal

Etude de l'évaporation d'un film liquide pur et de solutions aqueuses ruisselant sur un cylindre horizontal PDF Author: Lahcen El Omari
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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.

Évaporation à film liquide ruisselant

Évaporation à film liquide ruisselant PDF Author: M'barek Feddaoui
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783841784117
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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

Étude de l’évolution spatio-temporelle de l’interface liquide-vapeur lors de l’évaporation en convection forcée laminaire d’un film d’eau ruisselant sur une paroi plane

Étude de l’évolution spatio-temporelle de l’interface liquide-vapeur lors de l’évaporation en convection forcée laminaire d’un film d’eau ruisselant sur une paroi plane PDF Author: Miloud Samir Belghoula
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Languages : fr
Pages : 139

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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, )

Simulation numérique directe de l'évaporation d'une goutte en interaction avec une paroi surchauffée

Simulation numérique directe de l'évaporation d'une goutte en interaction avec une paroi surchauffée PDF Author: Guillaume Mialhe
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L'évaporation d'une goutte sur une paroi de température supérieure à la température d'ébullition du liquide est un problème complexe caractérisé par de forts couplages entre l'hydrodynamique et les transferts thermiques. L'un des paramètres primordiaux est la température de la paroi. Pour des températures modérées, la goutte s'évapore tout en restant en contact avec la paroi. En augmentant la température, on observe l'apparition de bulles à la surface solide qui sont la manifestation d'ébullition nucléée. Au-delà d'un certain seuil de température, l'évaporation est suffisamment forte pour que la goutte lévite au-dessus de la paroi, sur un coussin de vapeur de faible épaisseur qui est le lieu de forts transferts thermiques. C'est le phénomène de Leidenfrost. Ces différents régimes traduisent une diversité des interactions entre la goutte et la paroi solide, dont de nombreux mécanismes sont encore à élucider. La Simulation Numérique Directe (DNS) constitue un outil prometteur pour l'étude de ces systèmes à petite échelle, et permet de s'affranchir des limites expérimentales. Dans le cadre de cette thèse, des solveurs et fonctionnalités ont été implémentés dans le code DIVA afin de complexifier le modèle physique résolu par les solveurs usuels et de s'approcher le plus possible des conditions réelles rencontrées dans des conditions de forte évaporation. Il s'agissait en particulier de tenir compte des effets de dilatation thermique et de thermodépendance des propriétés. Dans un premier temps, des simulations numériques de l'évaporation d'une goutte dans un écoulement laminaire surchauffé sont présentées. Cette configuration permet d'analyser les effets de thermodépendance de la densité et de dilatation thermique induits par les forts gradients de températures. La deuxième partie porte sur la simulation numérique d'une petite goutte qui s'évapore sur une paroi surchauffée en régime de Leidenfrost. Deux configurations sont étudiées. La première considère l'évaporation du liquide dans sa vapeur saturée. Une étude paramétrique est menée pour caractériser les effets de l'évaporation et de la taille de la goutte sur ses propriétés géométriques et les transferts thermiques. La deuxième configuration s'intéresse à une approche plus proche de la réalité, où une espèce chimique inerte additionnelle est présente dans le gaz. Une étude phénoménologique permet d'analyser l'influence des différents développements numériques de cette thèse : les effets de thermodépendance des propriétés, de mélange, et les effets thermocapillaires. Les résultats sont confrontés à des travaux théoriques et expérimentaux de la littérature. L'étude réalisée montre que la prise en compte de la convection Marangoni, induite par les effets thermocapillaires, a un impact majeur sur la position d'équilibre de la goutte.

Modélisation numérique et expérimentation de l'écoulement et des transferts de chaleur et de masse d'un film liquide ruisselant autour d'un tube horizontal

Modélisation numérique et expérimentation de l'écoulement et des transferts de chaleur et de masse d'un film liquide ruisselant autour d'un tube horizontal PDF Author: Wadhah Soua
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Languages : fr
Pages : 189

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Ces travaux de thèse entrent dans le cadre de l'étude et l'optimisation de l'évaporateur, à faisceau de tubes horizontaux et à film liquide ruisselant, d'une unité de déssalement utilisant le procédé aéro-évapo-condensation. Ces travaux ont pour but la compréhension des mécanismes de transfert dans l'écoulement d'un film liquide ruisselant autour d'un tube horizontal unique. La première partie de la thèse porte sur la modélisation numérique par éléments finis des écoulements et des transferts de chaleur et masse dans un film liquide autour d'un tube horizontal. La méthode de projection incrémentale est utilisée pour le traitement de la pression et la méthode Arbitraire Lagrangien Eulerien (ALE) pour le problème de surface mobile. L'actualisation du domaine de calcul est faite par le biais d'un problème de déformation élastique plane. L'influence des paramètres de l'étude sur l'écoulement et le transfert de chaleur est présentée. Une expérimentation de l'écoulement d'un film liquide autour d'un tube horizontal est développée en deuxième partie. Le but de cette expérience est de réaliser un écoulement en adéquation avec le modèle numérique c'est-à-dire sans effets tridimensionnels. Des techniques récentes sont utilisées pour obtenir un film liquide parfaitement bidimensionnel. Cette configuration permettra de comparer quantitativement des résultats expérimentaux aux résultats expérimentaux aux résultats numériques. Des premiers résultats de mesure de l'épaisseur locale sont présentés.

Étude de l'entraînement de gouttelettes à partir de films ruisselant sur des parois lisses ou de forme complexe

Étude de l'entraînement de gouttelettes à partir de films ruisselant sur des parois lisses ou de forme complexe PDF Author: Olivier Damon
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Languages : fr
Pages : 274

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Ce travail de recherche vise à -améliorer le fonctionnement des équipements de condensation et de séparation de solvant ou de lavage de gaz qui sont fréquemment rencontrés dans les dispositifs de protection de l'environnement. Nous avons étudié expérimentalement l'écoulement d'un film liquide ruisselant sur une des parois verticales d'une conduite rectangulaire, en présence d'un gaz circulant à contre-courant. Ce travail a été conduit de façon à mettre en évidence l'évolution de la structure de l'interface gaz-liquide. Nous avons notamment étudié l’influence des propriétés physiques du liquide (tension superficielle et viscosité dynamique) et de l'aspect macroscopique de la paroi sur. laquelle s'écoule .le film liquide, sur l'arrachement et l'entraînement de gouttelettes. A partir des mesures de gradient de pression tout au long de la section d'essais, de la quantité de gouttelettes entraînées et des observations visuelles, nous avons pu déterminer les points de flooding et les vitesses critiques d'entraînement de gouttelettes. Ces données globales ont alors été comparées à des corrélations empiriques de la littérature. Nous avons choisi les corrélations les mieux adaptées à nos points expérimentaux et les avons modifiées pour élargir leur domaine de validité.

Effet des films liquides en évaporation

Effet des films liquides en évaporation PDF Author: Fabien Chauvet
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Languages : fr
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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.

Dictionary of Building and Civil Engineering

Dictionary of Building and Civil Engineering PDF Author: Don Montague
Publisher: Taylor & Francis
ISBN: 9780419199106
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 472

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This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.

Développement d'outils numériques et expérimentaux dédiés à l'étude de l'évaporation en présence de ligne triple

Développement d'outils numériques et expérimentaux dédiés à l'étude de l'évaporation en présence de ligne triple PDF Author: Loïc Tachon
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Les travaux réalisés au cours de cette thèse visent à apporter une aide à la compréhension des mécanismes régissant l'évaporation des films liquides. La physique des problèmes à changement de phase avec ligne de contact est gouvernée par des mécanismes agissant au niveau de ces dernières ainsi qu'au niveau des interfaces gaz-liquide. La description géométrique des interfaces est donc un point clef dans cette étude tant d'un point de vue numérique qu'expérimental. Un outil numérique tridimensionnel de suivi d'interface infiniment fine a été créé afin d'anticiper la simulation numérique de ces problèmes. Cet algorithme repose sur une description quadratique de l'interface qui est une surface du maillage. L'ordre de convergence de cette méthode relatif à différentes caractéristiques (courbure, normale, position) de l'interface ainsi que sa qualité conservative ont été étudiés.Parallèlement à cette approche numérique, une technique expérimentale d'inversion optique a été développée. Celle-ci permet la mesure dynamique du profil d'une interface au voisinage de la ligne de contact dans le cadre de fluide très mouillant. Cette méthode, appliquée dans le cadre d'un problème de film en évaporation quasi axisymétrique a permis, dans le cadre d'une expérience simple, une première quantification des flux de chaleur et de masse échangés au niveau de la ligne de contact.