Coefficients d'échange thermique superficiel : détermination par méthodes inverses en conduction bidimensionnelle transitoire

par Frédéric Doumenc

Thèse de doctorat en Énergétique et thermique

Sous la direction de Jean-François Sacadura.


  • Résumé

    Ce travail traite du refroidissement par air comprimé des poinçons utilisés pour le formage d'ébauches d'articles en verre. Une mauvaise maîtrise de la température de ces poinçons entraînant une augmentation des défauts de fabrication, le but est de développer un modèle thermique permettant de prédire leur température, afin d'améliorer la conception du système de refroidissement. Dans une première étape, le champ de température dans le système poinçon / verre / moule est calculé grâce à un modèle monodimensionnel, reproduisant les différentes étapes d'un cycle de formage. Ce modèle est utilisé dans le but de mieux comprendre la nature des transferts de chaleur dans le système poinçon / verre / moule, et pour préciser les hypothèses du modèle destiné à l'optimisation du système de refroidissement du poinçon. La modélisation fine du poinçon nécessitant la connaissance des conditions aux limites aux surfaces soumises au contact avec le verre d'une part, et à l'action de la ventilation d'autre part, ces dernières sont obtenues expérimentalement, en utilisant des méthodes inverses en conduction. Les valeurs du coefficient d'échange entre le poinçon et le verre, et entre le poinçon et l'air comprimé sont présentées et discutées, pour différentes conditions expérimentales. Pour finir, le modèle bidimensionnel de simulation thermique du poinçon, basé sur la résolution de l'équation de la conduction par éléments finis, et utilisant les conditions aux limites déterminées expérimentalement est décrit, et un exemple de simulation est détaillé.

  • Titre traduit

    = Cooling of the plunger used in the press and blow glass forming process.


  • Résumé

    This work concerns the cooling by compressed air flow of the plungers used in the glass forming processes. The bad control of the plunger temperature leads to an increase of the fabrication default. Thus the objective of the study is to develop a thermal model which will allow the calculation of the plunger temperature field and which-will be used to optimize the cooling system configuration. In a first stage, the temperature field in the plunger/glass/mold system is determined with a on dimensional model. The radiation in the glass is treated with the discrete ordinate method and the model takes into account the different steps of forming cycle. This simplified model is used tio better understand the dehavior of the heat transfer in the plunger/glass/mold system and to determine the parameter that must be known accurately. The boundary conditions at the plunger/glass interface and at the inner surface cooled by air must be known accuraltely ti determine the plunger temperature. Two experimental set-up have been realized to determine by inverse heat conduction methods thes unknown boundary condition. The heat transfer coefficient between the plunger and the galss and between the plunger and the air are shown and examined for different experimental situations. The two dimensional thermal model solved with the finite elements technique is then described. Based on the boundary conditions determined experimentally, an example of the plunger temperature field during a glass forming cycle is given.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (262 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 258-262

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  • Cote : C.83(2477)

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  • PEB soumis à condition
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