Etude des phenomenes physiques couples lors du chauffage volumique d'un liquide tonique en ecoulement par conduction electrique directe

par Ahmed Ould El Moctar

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JEAN PIERRE BARDON.

Soutenue en 1992

à Nantes .

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  • Résumé

    Le chauffage des liquides ioniques par conduction electrique directe ou chauffage chimique permet un chauffage rapide et uniforme en s'affranchissant des problemes lies a l'utilisation d'une surface chaude. Plusieurs phenomenes physiques (hydrodynamique, thermique, electrique et electrochimique) couples interviennent dans ce type de rechauffeurs. Les equations generales qui regissent ce systeme de chauffage ont ete etablies. Des developpements ont ete effectues sur un code de calcul en volumes finis, ulysse, pour resoudre le systeme d'equations correspondant au cas d'un liquide ionique dans une geometrie bidimensionnelle. Ce modele numerique a fait l'objet d'une validation experimentale grace a des mesures, de vitesse par anemometrie laser a effet doppler et de temperature, effectuees sur un dispositif experimental specialement concu et construit dans ce but. La comparaison des resultats numeriques et experimentaux permet de dire que ce modele numerique rend assez bien compte des champs dynamique, thermique et electrique. Une etude parametrique a ete faite pour mettre en evidence l'influence de chacun des parametres adimensionnels a, re, ri et pe qui gouvernent le systeme d'equations resolu. Cette etude, faite sur une geometrie rectangulaire, montre en particulier que l'aplatissement relatif du profil de temperature en sortie, qui caracterise l'uniformite de la temperature, augmente quand a, re et ri augmentent et pe diminue. Nous avons mis aussi en evidence l'existence d'un etat asymptotique ou le profil de temperature et de vitesse a la sortie de la cellule sont plats. On tend d'autant plus vite vers cet etat que les nombres adimensionnels a et ri sont grands ce qui montre l'importance de l'effet de la convection naturelle dans l'uniformisation de la temperature


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