ETUDE THERMODYNAMIQUE ET DETERMINATION DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT DU PLASMA A UN COMPOSANT PDF Download
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Author: Patrick Vieillefosse
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Book Description
DETERMINATION DU FACTEUR DE STRUCTURE ET D'UNE EQUATION DE DISPERSION PERMETTANT DE FAIRE LE LIEN ENTRE LA COMPRESSIBILITE NEGATIVE, LES OSCILLATIONS DANS LA FONCTION DE DISTRIBUTION DE FAIRE ET LA DISPERSION NETATIVE. LE FORMALISME DE LA FONCTION REPONSE DONNE DES PROPRIETES ANALYTIQUES POUR LES FONCTIONS DE CORRELATION DE DENSITE OU DE COURANT. DETERMINATION DES FONCTIONS DE MEMOIRE DES COURANTS TRANSVERSES ET LONGITUDINAUX, ET DES 2 VISCOSITES EN FONCTION DES MOMENTS DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION A 2 ET 3 CORPS. CALCUL DU COEFFICIENT DE DIFFUSION ET DES DIFFERENTS MOMENTS. APPLICATION DU MODELE A L'ETUDE DES NAINES BLANCHES OU LES PARTICULES SONT DES NOYAUX D'HELIUM
Author: Patrick Vieillefosse
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DETERMINATION DU FACTEUR DE STRUCTURE ET D'UNE EQUATION DE DISPERSION PERMETTANT DE FAIRE LE LIEN ENTRE LA COMPRESSIBILITE NEGATIVE, LES OSCILLATIONS DANS LA FONCTION DE DISTRIBUTION DE FAIRE ET LA DISPERSION NETATIVE. LE FORMALISME DE LA FONCTION REPONSE DONNE DES PROPRIETES ANALYTIQUES POUR LES FONCTIONS DE CORRELATION DE DENSITE OU DE COURANT. DETERMINATION DES FONCTIONS DE MEMOIRE DES COURANTS TRANSVERSES ET LONGITUDINAUX, ET DES 2 VISCOSITES EN FONCTION DES MOMENTS DES FONCTIONS DE DISTRIBUTION A 2 ET 3 CORPS. CALCUL DU COEFFICIENT DE DIFFUSION ET DES DIFFERENTS MOMENTS. APPLICATION DU MODELE A L'ETUDE DES NAINES BLANCHES OU LES PARTICULES SONT DES NOYAUX D'HELIUM
Author: Ali Mahfouf
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Book Description
Les propriétés de transport à haute température dans les gaz et/ou dans les plasmas ont une importance capitale dans différents domaines, à savoir dans le domaine de technologie de coupure à arc, plasmas de coupure, de soudure ou de gravure. La connaissance des coefficients de transport est nécessaire pour toute modélisation faisant intervenir les équations hydrodynamiques. Dans le cadre de la théorie cinétique des gaz dilués, une solution approchée de l'équation intégro-différentielle de Boltzmann régissant les fonctions de distribution a été proposée par Chapman-Enskog. Les coefficients de transport sont calculés classiquement par la méthode de Chapman-Enskog via les intégrales de collision. Dans le cadre de notre étude nous avons développé, dans un premier temps, un code numérique permettant l'obtention de ces intégrales de collision en tenant compte des singularités qui peuvent apparaître dans le calcul des sections efficaces relatives aux interactions entre les particules constituant les gaz et/ou les plasmas. Dans un second temps nous avons étudié l'influence du choix des paramètres des potentiels d'interaction sur les coefficients de transport. Par la suite, nous avons utilisé le code numérique ainsi développé pour évaluer les coefficients de transport du plasma d'hélium en étudiant l'influence du choix de la méthode de calcul de composition chimique sur ces coefficients. Enfin, un modèle simplifié d'une interaction entre une onde électromagnétique et un plasma d'hélium a été proposé comme une application directe des coefficients de transport.
Author: Gabriel Vanhulle
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Pages : 168
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La modélisation d'un disjoncteur haute tension par un modèle MHD nécessite des banques de données de propriétés du plasma afin de simuler le comportement de l'arc électrique. L'hypothèse d'équilibre thermodynamique local est souvent utilisée afin de calculer ces propriétés. Cependant les conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des parois ou des électrodes, ou lors du passage par zéro du courant. Les écarts à l'équilibre (thermique notamment) modifient alors considérablement la chimie et les propriétés du plasma. L'étude de ces propriétés dans ces conditions nécessite alors de supposer que le plasma est à deux températures (2T). Le calcul des propriétés du plasma à 2T fait l'objet de cette thèse. La première partie de cette thèse présente le contexte industriel à l'origine de cette étude. Les hypothèses de base qui sous-tendent l'hypothèse 2T sont ensuite rappelées. Dans cette partie une attention spéciale est portée aux températures caractéristiques de peuplement des modes d'énergies internes. Deux jeux d'hypothèses portant sur ces températures sont utilisés dans ces travaux, et le choix de ces hypothèses est discuté. La deuxième partie de ce travail est consacrée au calcul de composition d'un plasma de SF6-C2F4 à 2T. Ce calcul sera fait avec deux méthodes différentes : la première repose sur la loi d'action de masse étendue à 2T, et la seconde sur un calcul collisionnel-radiatif. Des exemples de composition obtenus avec ces deux méthodes sont présentés. Les hypothèses portant sur les températures de peuplement des niveaux d'énergies internes sont discutées au vu de ces résultats. Le troisième chapitre de cet ouvrage aborde le calcul des propriétés thermodynamiques à 2T du plasma. Les formulations théoriques de chacune de ces propriétés sont d'abord rappelés, et les résultats issus de ces expressions sont ensuite présentés et discutés, pour les deux méthodes de calcul de la composition. Le quatrième chapitre est dédié au calcul des coefficients de transports d'un plasma de SF6-C2F4 à 2T. Cette partie s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de ces propriétés (intégrales de collision). Pour chaque propriété (viscosité, conductivité électrique et conductivité thermique) les différentes méthodes de calcul recensées dans la littérature sont comparées. Le choix de la technique de calcul la plus appropriée est réalisé par confrontation de résultats à l'ETL. Une attention toute particulière est portée au calcul de la partie réactive de la conductivité thermique, et une formulation adaptée aux besoins de ce travail est proposée. Les résultats issus de ces expressions sont présentés et discutés suivant la même logique quand dans le chapitre précédent.
Author: Xavier Baumann
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Languages : fr
Pages : 126
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Le transport du courant électrique sur de longues distances nécessite l'emploi de la haute-tension pour minimiser les pertes en énergie. Toutefois, lorsqu'un défaut survient sur le réseau, il faut pouvoir couper le courant électrique. À cette fin, on utilise des appareils spécifiques comme les disjoncteurs haute-tension qui doivent être capables de couper l'arc électrique qui se forme lors de l'ouverture des contacts électriques. Afin de concevoir et d'améliorer les disjoncteurs, les industriels recourent de plus en plus aux modélisations numériques simulant le comportant de l'arc électrique et du plasma qui le sous-tend. Toutefois, les phénomènes ayant lieu dans le plasma sont complexes et nécessitent une expertise bien spécifique, disponible dans les laboratoires de recherche publique. Cette thèse s'inscrit dans un partenariat entre l'industriel Siemens et l'équipe AEPPT du LAPLACE dans le but de créer une banque de données, nécessaire aux modélisations numériques, afin d'étudier spécifiquement la phase d'extinction de l'arc électrique. Cette banque porte sur les propriétés thermodynamiques et radiatives du plasma. Les coefficients de transport, essentiels, ont fait l'objet d'une autre thèse effectuée en parallèle de celle-ci par G. Vanhulle. Le calcul de ces propriétés est relativement bien connu si le plasma est à l'équilibre thermodynamique. Néanmoins, lors de l'extinction de l'arc, les électrons libres et les particules lourdes (molécules, atomes et ions) ne sont plus nécessairement à l'équilibre thermique et sont décrits par des températures différentes (on parle alors de plasma 2T). L'originalité de cette thèse réside dans l'extension du calcul des propriétés d'un plasma SF_6-C_2 F_4 en conditions hors équilibre thermique. Nous commençons par discuter le calcul des températures internes des espèces lourdes (température d'excitation des niveaux électroniques, vibrationnels et rotationnels) puis le calcul des fonctions de partition, indispensables pour obtenir les autres propriétés du plasma. Pour obtenir la composition chimique 2T du plasma, nous avons développé une approche fondée sur la cinétique chimique qui est basée sur un ensemble d'équations de bilan de peuplement, permettant de limiter les approximations physiques simplificatrices. Toutefois, cette approche n'est pas adaptée pour calculer une grande banque de données. Nous avons donc opté pour une méthode de calcul de la composition selon deux lois d'action de masse multi-températures. À l'aide des compositions chimiques obtenues, nous calculons ensuite les propriétés thermodynamiques et radiatives. Les propriétés thermodynamiques (densité, enthalpie et capacité thermique) sont décrites et les résultats sont discutés. Les propriétés radiatives sont plus complexes à obtenir. Nous présentons en détails les processus radiatifs et les phénomènes d'élargissement des raies atomiques permettant d'obtenir les coefficients d'émission et d'absorption du plasma. Enfin, nous discutons le transfert du rayonnement à travers le plasma et nous présentons nos résultats en utilisant la méthode du coefficient d'émission nette permettant de déterminer la divergence du flux radiatif dans les modèles magnétohydrodynamiques.
Author: Amadou Sanon
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Languages : fr
Pages : 160
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DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL: TORCHE A PLASMA DE QUELQUES DIZAINES DE KILOWATTS POUR UN DEBIT DE GAZ DE QUELQUES DIZAINES DE NORMAUX-LITRES PAR MINUTE. CALCUL DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DU SYSTEME COMPLEXE AR/H::(2)/CH::(4) DANS L'HYPOTHESE DE L'ETL COMPLET VERIFIEE. DESCRIPTION DES 136 POTENTIELS D'INTERACTION ENTRE LES 17 ESPECES RETENUES: E, H, C, AR, H::(2), C::(2), C::(3), CH, CH::(2), CH::(3), CH::(4), C::(2)H, C::(2)H::(2), C::(2)H::(4), H**(+), C**(+), AR**(+). RESULTATS CONCERNANT LES COEFFICIENTS DE DIFFUSION BINAIRE, LA CONDUCTIVITE THERMIQUE, LA VISCOSITE ET LA CONDUCTIVITE ELECTRIQUE ENTRE 1000 ET 15000 K ET LA PRSSION COMPRISE ENTRE 0,1 ET 10 BARS
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 648
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Author: Manitra Razafinimanana
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Languages : fr
Pages : 203
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METHODES ET RESULTATS DE CALCUL DE COMPOSITION DU PLASMA, DES GRANDEURS THERMODYNAMIQUES A L'EQUILIBRE ET DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT. MODELISATION DU PLASMA D'ARC EN REGIME STATIONNAIRE, FONDEE SUR LA RESOLUTION DE L'EQUATION DE CONSERVATION DE L'ENERGIE. INTERPRETATION QUANTITATIVE DE CERTAINES PROPRIETES CARACTERISTIQUES DE LA COLONNE D'ARC STABILISE. ETUDE DE L'EXTINCTION DE L'ARC ET CALCUL DE L'EVOLUTION DE LA CONDUCTANCE DU PLASMA. CETTE ETUDE PERMET D'ANALYSER LES PRINCIPAUX MECANISMES GOUVERNANT L'EVOLUTION D'UN ARC STABILISE NON SOUFFLE EN EXTINCTION.
Author: Jean-Marc Mexmain
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Languages : fr
Pages : 330
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DETERMINATION DES COEFFICIENTS DE TRANSPORT D'UN PLASMA DE MELANGE ARGON-OXYGENE A LA PRESSION ATMOSPHERIQUE EN DESEQUILIBRE DE TEMPERATURE
Author: Hugues Hingana
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Languages : fr
Pages : 166
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Dans le domaine des plasmas thermiques, de nombreux procédés industriels sont caractérisés en supposant l'équilibre thermique. Cependant ces conditions d'équilibre ne sont pas remplies près des bords des plasmas crées par des arcs électriques ou des jets de plasmas. Les écarts à l'équilibre modifient alors considérablement la cinétique chimique du milieu et peuvent affecter le procédé étudié. La compréhension, l'analyse et la prédiction de ces procédés demandent alors une modélisation physique du plasma à deux températures (2T). Cette modélisation s'appuie sur le calcul préalable des propriétés du plasma 2T, calcul qui fait l'objet de cette thèse. La première partie de ce travail est consacrée au calcul de la composition d'un plasma à 2T. Il existe dans la littérature plusieurs théories permettant de calculer les densités des espèces pour un plasma hors équilibre mais l'originalité de ce travail se trouve dans l'établissement d'une loi " pseudo cinétique " régissant le peuplement des espèces. La seconde partie concerne le calcul des propriétés thermodynamiques. Elle s'appuie sur une étude bibliographique des méthodes de calcul déjà existantes et des données indispensables à l'obtention de telles propriétés. Un effort particulier est fait pour séparer les contributions des électrons et celles des particules lourdes dans les échanges d'énergie. La dernière partie de cette thèse est dédiée aux calculs des coefficients de transport. Nous évoquons les grandes lignes de calculs des propriétés intermédiaires avant de présenter les différentes théories existantes dans la littérature. Tous les résultats ont été validés par confrontation du calcul à l'ETL avec la littérature.
Author: Télesphore Sime-Ngando
Publisher: Springer
ISBN: 9783319820026
Category : Science
Languages : en
Pages : 421
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Book Description
This book represents the first multidisciplinary scientific work on a deep volcanic maar lake in comparison with other similar temperate lakes. The syntheses of the main characteristics of Lake Pavin are, for the first time, set in a firmer footing comparative approach, encompassing regional, national, European and international aquatic science contexts. It is a unique lake because of its permanently anoxic monimolimnion, and furthermore, because of its small surface area, its substantially low human influence, and by the fact that it does not have a river inflow. The book reflects the scientific research done on the general limnology, history, origin, volcanology and geological environment as well as on the geochemistry and biogeochemical cycles. Other chapters focus on the biology and microbial ecology whereas the sedimentology and paleolimnology are also given attention. This volume will be of special interest to researchers and advanced students, primarily in the fields of limnology, biogeochemistry, and aquatic ecology.
