Electroconvection et augmentation des échanges thermiques produites par une injection unipolaire en géométrie fil- cylindre coaxiaux

par Larbi Elouadie

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Atten.

Soutenue en 1991

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

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  • Résumé

    L'application d'un champ electrique a un liquide dielectrique suffisamment isolant, produit en general une injection unipolaire qui met le liquide en mouvement. Cette electroconvection, ainsi que son effet sur l'augmentation des echanges thermiques sont etudies dans la geometrie fil-cylindre coaxiaux. En absence d'ecoulement force, les deux regimes d'electroconvection (respectivement domines par les effets visqueux et inertiels) sont mis en evidence. L'analogie avec le cas plan permet d'estimer l'ordre de grandeur de la vitesse caracteristique du liquide. La valeur beaucoup plus elevee que dans le cas plan de la tension de transition entre les deux regimes de convection est due a la geometrie. La superposition d'un ecoulement force a l'injection unipolaire produit un entrainement de charge, ainsi qu'une diminution de la valeur caracteristique de la composante radiale de la vitesse du liquide. Des arguments qualitatifs permettent de rendre compte de l'influence du nombre de reynolds de l'ecoulement force sur l'entrainement de charge et la diminution du courant. La turbulence est alimentee aussi bien par l'ecoulement force que par l'action de la force de coulomb. Ceci ressort de la bonne correlation entre la perte de charge et la somme des puissances mecanique et electrique fournies au systeme. La force de coulomb qui s'exerce sur les charges injectees determine principalement l'etat d'agitation du liquide et par consequent l'importance des echanges thermiques. Les mesures montrent que les echanges thermiques peuvent etre augmentes jusqu'a un rapport dix. La meilleure correlation est obtenue entre le nombre de nusselt et un parametre incluant l'energie electrique fournie au systeme et definit une loi de puissance. Il apparait que l'ecoulement force n'agit pas directement mais seulement en diminuant le courant total. Finalement, l'estimation du nombre de reynolds turbulent permet de comparer l'effet de l'electroconvection a celui de la turbulence generee par l'ecoulement en conduite (re>2000)

  • Titre traduit

    Electroconvection and heat transfer augmentation induced by unipolar injection in coaxial wire-cylinder geometry


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  • Détails : 142 p

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
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  • Cote : TS 91/GRE1/0121
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