Heat Exchangers PDF Download
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Author: Abdelhanine Benallou
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1394296355
Category : Science
Languages : en
Pages : 307
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Book Description
The last few decades have seen huge developments in the use of concentrated solar power plants, communications technologies (mobile telephony and 5G networks), the nuclear sector with its small modular reactors and concentrated solar power stations. These developments have called for a new generation of heat exchangers. As well as presenting conventional heat exchangers (shell-and-tube and plate heat exchangers), their design techniques and calculation algorithms, Heat Exchangers introduces new-generation compact heat exchangers, including printed circuit heat exchangers, plate-fin heat exchangers, spiral heat exchangers, cross-flow tube-fin heat exchangers, phase-change micro-exchangers, spray coolers, heat pipe heat exchangers and evaporation chambers. This new generation of heat exchangers is currently undergoing a boom, with applications in on-board equipment in aircraft, locomotives, space shuttles and mobile phones, where the volume of the equipment is one of the most important design parameters.
Author: Abdelhanine Benallou
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1394296355
Category : Science
Languages : en
Pages : 307
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Book Description
The last few decades have seen huge developments in the use of concentrated solar power plants, communications technologies (mobile telephony and 5G networks), the nuclear sector with its small modular reactors and concentrated solar power stations. These developments have called for a new generation of heat exchangers. As well as presenting conventional heat exchangers (shell-and-tube and plate heat exchangers), their design techniques and calculation algorithms, Heat Exchangers introduces new-generation compact heat exchangers, including printed circuit heat exchangers, plate-fin heat exchangers, spiral heat exchangers, cross-flow tube-fin heat exchangers, phase-change micro-exchangers, spray coolers, heat pipe heat exchangers and evaporation chambers. This new generation of heat exchangers is currently undergoing a boom, with applications in on-board equipment in aircraft, locomotives, space shuttles and mobile phones, where the volume of the equipment is one of the most important design parameters.
Author: Laura Castro Gómez
Publisher: BoD – Books on Demand
ISBN: 1839697911
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 248
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Book Description
The demand for energy to satisfy the basic needs and services of the population worldwide is increasing as are the economic costs associated with energy production. As such, it is essential to emphasize energy recovery systems to improve heat transfer in thermal processes. Currently, significant research efforts are being conducted to expose criteria and analysis techniques for the design of heat exchange equipment. This book discusses optimization of heat exchangers, heat transfer in novel working fluids, and the experimental and numerical analysis of heat transfer applications.
Author: Marion Jolly
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 233
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Book Description
LES DEUX PRINCIPALES CONFIGURATIONS DE REFROIDISSEMENT PAR IMPACT DE JETS CYLINDRIQUES, UTILISEES CHEZ SNECMA POUR REFROIDIR RESPECTIVEMENT LE CARTER ET LES AUBES DE LA TURBINE, ONT ETE MODELISEES EXPERIMENTALEMENT : (1) LA CONFIGURATION DITE COLLIERS A DOUCHE COMPREND DEUX RAMPES D'INJECTION PARALLELES ENTRE ELLES ET DISPOSEES PARALLELEMENT A LA PAROI D'IMPACT PLANE. APRES IMPACT, LE FLUIDE EST LIBRE DE S'EVACUER DANS TOUTES LES DIRECTIONS. (2) LA CONFIGURATION CONFINEE EST UN CANAL PLAN DONT L'UNE DES PAROIS EST PERCEE D'ORIFICES D'INJECTION. APRES IMPACT, L'AIR INJECTE S'EVACUE UNILATERALEMENT. DEUX TYPES DE CONDITIONS AMONT SONT ENVISAGEABLES : AVEC ET SANS ECOULEMENT CISAILLANT INITIAL. LES DEUX DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ONT ETE CONCUS DE MANIERE A POUVOIR FAIRE VARIER LES PRINCIPAUX PARAMETRES GEOMETRIQUES ET AERODYNAMIQUES GOUVERNANT LES TRANSFERTS CONVECTIFS A LA PAROI D'IMPACT : ECARTEMENT ENTRE LES PAROIS D'INJECTION ET D'IMPACT, PAS ENTRE LES ORIFICES D'INJECTION, ESPACEMENT ENTRE LES RANGEES D'ORIFICES D'INJECTION, VITESSE DE L'ECOULEMENT D'INJECTION ET (CONFIGURATION CONFINEE) RAPPORT ENTRE LA VITESSE DE L'ECOULEMENT CISAILLANT INITIAL ET LA VITESSE DE L'ECOULEMENT D'INJECTION. UNE METHODE DE DETERMINATION DES ECHANGES THERMIQUES A LA PAROI D'IMPACT A ETE MISE AU POINT ET VALIDEE NUMERIQUEMENT. LA PAROI ELLE-MEME EST DE TYPE FLUXMETRIQUE ET LA MESURE DES TEMPERATURES SURFACIQUES EST REALISEE PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE. LA DETERMINATION DES COEFFICIENTS LOCAUX ET MOYENS DE L'ECHANGE CONVECTIF PARIETAL A PERMIS DE PRECISER L'INFLUENCE DES DIFFERENTS PARAMETRES D'ETUDE. CETTE ETUDE A ETE COMPLETEE PAR UNE PREMIERE EVALUATION DES POSSIBILITES DU CODE MATHILDA, DEVELOPPE PAR L'ONERA, POUR CALCULER LES ECOULEMENTS
Author: Matthieu Fenot
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 328
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Book Description
Nous avons cherché à quantifier expérimentalement les transferts convectifs en paroi provoqués par l'impact d'un ou de plusieurs jets. Pour ce faire, nous avons utilisé une technique basée sur l'emploi simultané d'un film chauffant et de la thermographie infrarouge. Cette technique permet d'imposer plusieurs flux à la paroi. Pour chacun de ces flux, la température de paroi est mesurée par thermographie infrarouge. Il est, dès lors, possible de calculer par régression linéaire la température adiabatique de paroi et le coefficient d'échange. Une validation a, dans un premier temps, été effectuée sur une configuration de jet unique en impact sur une paroi plane, pour plusieurs températures d'injection. Par la suite, la méthode a été appliquée aux études des influences de l'interaction entre les jets, de la présence d'un confinement et de la concavité de la paroi d'impact. Enfin, une configuration d'aube de turbine, simplifiée et agrandie, a été envisagée.
Author: Thi Kim Dung Hoang
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 203
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Book Description
L'impact de jets est largement utilisé aujourd'hui dans l'industrie car ils génèrent d'importants transferts de chaleur et/ou de masse. Pour le refroidissement de la surface interne d'une aube de turbine, dans la région à mi-corde, la courbure est si faible que l'on peut, en première approximation, considérer que les jets frappent une paroi plane. Cette hypothèse n'est plus vraie au bord d'attaque où les jets viennent frapper une plaque courbe concave. Malheureusement très peu d'études concernent l'impact de jets sur des parois courbes (une quinzaine au plus, en 30 ans). Pour aborder cette problématique nous avons entrepris, dans ce travail, l'étude aérothermique d'impact d’un jet plan sur une paroi concave. Les résultats indiquent pour certaines configurations qu'il existe un phénomène instationnaire instable : un battement du jet qui se caractérise par une légère oscillation du jet autour de trois positions semi-stables. Cet écoulement est analysé à partir des champs moyens de vitesse et des valeurs turbulentes obtenues par Vélocimétrie par Imagerie de Particules (PIV). Les transferts de chaleur sur la paroi d'impact sont déterminés à partir des mesures de température par thermographie infrarouge. Ce battement du jet entraîne une modification très importante de la structure de l'écoulement et du transfert de chaleur qui sont très différents de ceux observés, dans la littérature, pour le cas d'un impact de jet classique. Dans l'optique d'utiliser ce type de phénomène pour l'optimisation du refroidissement d’une paroi concave, nous nous sommes intéressés à l'influence des conditions aux limites (tabs en entrée ou obturateur en sortie) et des principaux paramètres géométriques et dynamiques (hauteur d’impact, nombre de Reynolds,...).
Author: Anthony Bernard
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 261
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Book Description
L'ETUDE CONCERNE LA DESCRIPTION DE L'ECOULEMENT DU A PLUSIEURS JETS IMPACTANT UNE PAROI PLANE. LES CONFIGURATIONS ANALYSEES (IMPACTS CONCENTRE OU REPARTI, COLLIERS A DOUCHE) SE RENCONTRENT DANS LES PROBLEMES DE REFROIDISSEMENT DES AUBES DE TURBINES. DES VISUALISATIONS DE L'ECOULEMENT PARIETAL PAR LA METHODE DES ENDUITS ET DES TOMOGRAPHIES LASER ONT REVELE LE CARACTERE CELLULAIRE DE L'ECOULEMENT. L'INTERACTION ENTRE LES JETS DE PAROI DES IMPACTS PROVOQUE DES DECOLLEMENTS QUI DONNENT NAISSANCE A DES STRUCTURES TOURBILLONNAIRES CONTRA-ROTATIVES. CELLES-CI ENTOURENT CHAQUE IMPACT ET GENERENT SUR LA SURFACE IMPACTEE UN RESEAU DE LIGNES DE DECOLLEMENT ET DE RECOLLEMENT. LA DETERMINATION DU COEFFICIENT DE PRESSION PARIETALE (IMPACT REPARTI) A MONTRE QUE LES LIGNES DE RECOLLEMENT CORRESPONDAIENT A DES MAXIMUMS SECONDAIRES DE PRESSION ET LES MAXIMUMS PRINCIPAUX AU CENTRE DES IMPACTS. LE NIVEAU DE PRESSION QUI DEPEND DU NOMBRE DE REYNOLDS, DIMINUE PAR PALIERS LORSQU'ON PASSE D'UNE RANGEE D'IMPACTS A SA SUIVANTE. LES MESURES DE VITESSE PAR L.D.A. (IMPACT REPARTI) ONT PRECISE L'ALLURE DE L'ECOULEMENT DANS DEUX PLANS PERPENDICULAIRES. CES RESULTATS ET CEUX DES VISUALISATIONS PERMETTENT DE PROPOSER UN SCHEMA D'ECOULEMENT VALABLE EGALEMENT POUR LES CONFIGURATIONS D'IMPACT CONCENTRE. L'ENROULEMENT PRINCIPAL ENTOURANT L'AMONT DES JETS S'EPANOUIT SUR LES COTES SUIVANT LA NORMALE A LA SURFACE IMPACTEE. CET EFFET FONTAINE PROVOQUE UN RETOUR DU FLUIDE DE L'IMPACT VERS LE SILLAGE DE L'ORIFICE D'INJECTION DONT IL EST ISSU. LES TOURBILLONS SECONDAIRES QUI SONT A L'ORIGINE DES LIGNES DE RECOLLEMENT ALIMENTENT DES REGIONS DE LA PAROI OU LE COEFFICIENT DE TRANSFERT DE CHALEUR S'AVERE ETRE FAIBLE. POUR LES PREMIERS RANGS D'IMPACTS CES ZONES ONT LA FORME DE BULLES CONSTITUES DE DEUX ENROULEMENTS CONTRA-ROTATIFS D'AXE PERPENDICULAIRE A LA PAROI. UN AUTRE TRAIT ESSENTIEL DE L'ECOULEMENT ETUDIE EST SON CARACTERE FORTEMENT INSTABLE REVELE PAR LES MESURES L.D.A. ET PAR LES TOMOGRAPHIES LASER.
Author: RABAH.. DIZENE
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 157
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Book Description
ON ETUDIE EXPERIMENTALEMENT L'INTERACTION DE JETS DE PAROI AVEC UN ECOULEMENT TRANSVERSAL COMPRESSIBLE UNIFORME (M=0,7-0,8), POUR DES TAUX MASSIQUES D'INJECTION FAIBLES (R
Author: Denis Brouilliot
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Category :
Languages : fr
Pages : 177
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Book Description
L'étude des jets impactants a fait l'objet d'une multitude de travaux depuis plusieurs dizaines d'années en raison de la variété des domaines d'applications. Il existe une grande diversité de jets tels que les jets axisymétriques et les jets bidimensionnels pour les plus classiques ou tels que les jets à géométrie lobée, c'est à dire des jets axisymétriques sur lesquels il a été appliqué un contrôle passif, pour les plus complexes. Dans nos travaux, nous avons réalisé une étude fondamentale des jets plans confinés pour une gamme de faibles nombres de Reynolds. Nous avons étudié la stabilité des jets d'un fort confinement à un faible confinement. Nous avons ainsi pu établir une multitude d'interaction entre les modes de jets instationnaires et les modes de cavités. L'utilisation d'un outil de mesure permettant un suivi temporel des écoulements nous a permis d'extraire ces différents modes globaux. Dans le cadre d'études visant à optimiser les transferts thermiques sur la paroi impactée par le jet, nous avons réalisé plusieurs études sur l'influence des jets à géométrie lobée (contrôle passif) sur la dynamique en amont de la paroi d'impact et sur les transferts thermiques de la paroi impactée. Une première étude fondamentale avait pour objectif de mettre en lumière les mécanismes en jeu dans la dynamique des jets et de mieux comprendre le lien entre les transferts thermiques et l'écoulement proche paroi. Nous avons été en mesure d'extraire les modes globaux de certains mécanismes et de montrer les capacités de transferts thermiques de plusieurs buses lobées face à ceux d'une buse axisymétrique. Deux études paramétriques des buses à géométrie lobée nous ont permis d'évaluer dans un premier temps, les effets des nombres de lobes et un second temps les effets de la forme des lobes sur les transferts thermiques. Ces études ont été menées à la fois sur les distances d'impact et sur les nombres de Reynolds. Nous avons ainsi pu émettre des hypothèses sur les mécanismes à l'origine de l'amélioration des transferts thermiques.
Author: Sylvain Barthet
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Languages : fr
Pages : 254
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Book Description
L'amélioration du rendement des turboréacteurs passe par l'augmentation de la température des gaz dans la chambre de combustion. Les températures atteintes nécessitent alors la protection des aubages pour préserver la durée de vie du moteur. La technique la plus efficace est le refroidissement par film qui résulte de l'éjection d'air à la paroi sous la forme de jets. Les orifices évasés ont montré de meilleurs résultats par rapport aux trous cylindriques. Ce travail concerne l'étude des phénomènes physiques impliqués dans les échanges thermiques au voisinage d'un jet issu d'un orifice évasé. Nous avons considéré deux approches complémentaires : une voie numérique et une voie expérimentale. La voie numérique privilégie l'approche cinématique. Les calculs ont été réalisés à l'aide du code CANARI développé par l'ONERA. Il résout les équations moyennes tridimensionnelles de Navier-Stokes associées à un modèle de turbulence k-ε. Les simulations recensent les différentes structures tourbillonnaires présentes : le tourbillon en fer à cheval, le tourbillon de bec, les tourbillons contrarotatifs, les tourbillons induits ou encore les mini-tornades. Nous avons fait varier l'angle d'injection (50° ou 90°) et constaté des différences sur l'organisation des structures tourbillonnaires. De même la topologie de l'écoulement s'est révélée différente entre des jets inclinés issus d'orifice cylindrique et d'orifice évasé. Une importante bulle de décollement dans l'orifice évasé a été observée ainsi que des phénomènes d'ingestion de fluide incident dans le tube d'injection. Nous avons montré les conséquences immédiates de ces particularités sur la qualité de refroidissement. Les résultats de calculs satisfaisants valident notre approche numérique et encouragent ainsi la poursuite du travail vers une optimisation de l'injection. Notre analyse est complétée par les résultats de l'expérience qui étudie la zone de proche injection d'un point de vue cinématique et thermique. Le dispositif expérimental consiste en une rangée d'orifices évasés disposés sur l'extrados d'une aube de turbine grande échelle de 1,4m de corde. Des visualisations par tomographie laser et des mesures de pression d'arrêt dans le jet et à l'intérieur même de l'orifice ont permis de déterminer le comportement global du jet et de mettre en évidence les deux bras du tourbillon en fer à cheval et la zone de recirculation en amont du jet à la paroi. Des mesures de vitesse très près de la paroi et dans le tube d'injection (anémomètrie laser Doppler) ont confirmé la présence de la zone de décollement dans l'orifice évasé. Les mesures PIV (vélocimétrie par images de particules) ont permis d'accéder aux champs de vitesse instantanée et d'observer des anti-tourbillons inhérents à ce type de configuration géométrique évasée. Nous avons exposé une hypothèse quant à leur origine sans pouvoir toutefois la vérifier. La meilleure efficacité du jet issu d'un orifice évasé a été expliquée par sa plus grande diffusion et donc sa meilleure couverture de la paroi. Les antitourbillons n'ont probablement qu'un effet réduit sur les performances de refroidissement. Des mesures thermiques au sein du jet ont été réalisées à l'aide d'un fil froid. Elles ont révélé le lien qui existe entre les structures tourbillonnaires et le champ de température moyenne et ont confirmé la meilleure efficacité de refroidissement du jet issu de l'orifice évasé. Les mêmes constatations ont été faites pour l'analyse des champs de température pariétale mesurée par caméra infrarouge et par utilisation de cristaux liquides.
Author: HONORE.. ANNDOH-YOBOUET
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
L'UN DES PROCEDES DE REFROIDISSEMENT DES PAROIS DE CHAMBRES DE COMBUSTION, LORSQUE CELLES-CI SONT POREUSES, CONSISTE A LES REFROIDIR PAR EFFUSION D'UN GAZ FROID S'ECOULANT DE L'EXTERIEUR VERS L'INTERIEUR. LE TRAVAIL CONSISTE A ANALYSER L'EFFICACITE D'UN TEL SYSTEME. UN MODELE D'ECOULEMENT A TRAVERS LA PAROI, BASE SUR UNE LOI DE TYPE BLASIUS ET RESOLU SELON LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES, A ETE ELABORE. COMPARE A DIVERS MODELES DE LA LITTERATURE, IL A ETE VALIDE PAR DES EXPERIENCES DIVERSIFIEES QUANT A LA NATURE DU FLUIDE ET AUX CONDITIONS DE TEMPERATURE ET DE PRESSION. LE MODELE DE TRANSFERTS THERMIQUES A L'INTERIEUR DE LA PAROI UTILISE L'EQUATION DE L'ENERGIE ET UNE METHODE DE RESOLUTION AUX DIFFERENCES FINIES. IL PERMET D'ETUDIER LA SENSIBILITE DU PHENOMENE AUX DIVERS PARAMETRES. L'UN D'EUX, LE COEFFICIENT D'ECHANGE CONVECTIF INTERNE EST PREPONDERANT. SA VALEUR EST OBTENUE PAR DES CORRELATIONS SEMI-EMPIRIQUES ISSUES DE LA BIBLIOGRAPHIE OU PAR UNE METHODE EXPERIMENTALE INDIRECTE DELICATE A MENER DU FAIT DES PUISSANCES THERMIQUES IMPORTANTES A METTRE EN JEU. UNE MODELISATION SIMPLE DE LA COUCHE LIMITE, UTILISANT L'HYPOTHESE D'UNE COUCHE LAMINAIRE EN DEPLACEMENT PERPENDICULAIRE A LA PAROI, PERMET DE CALCULER LE FLUX THERMIQUE RECU A LA PAROI. UNE EPAISSEUR DE COUCHE LIMITE DE QUELQUES CENTIEMES DE MILLIMETRES SUFFIT A LIMITER CONSIDERABLEMENT LE FLUX. UN PROGRAMME DE CALCUL GLOBAL EST EXPLOITE POUR ANALYSER L'EFFICACITE DU MODELE DE REFROIDISSEMENT ETUDIE LORSQU'ON FAIT VARIER LES PARAMETRES ESSENTIELS: PRESSIONS AMONT ET AVAL DE LA PAROI, TEMPERATURES DES FLUIDES CHAUD ET FROID, NATURE DU MATERIAU, NATURE DU FLUIDE, COEFFICIENT DE CONVECTION INTERNE ET EPAISSEUR DE LA COUCHE LIMITE
