Etude du comportement inclusionnaire dans les ecoulements d'aluminium liquide

par EMMANUEL PAUTY

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de J. ETAY.

Soutenue en 1994

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Le memoire presente une etude phenomenologique, experimentale et numerique du comportement des inclusions solides dans les ecoulements d'aluminium liquide. La simulation numerique a pour objectif de completer les resultats issus d'analyses phenomenologiques et d'experiences. Ce travail est centre sur les etapes de maintien et de verse des fours d'aluminium. L'analyse phenomenologique permet de determiner les mecanismes de remises en suspension et d'entrainement des inclusions. En respectant les lois de similitudes avec un four d'aluminium, une maquette en eau a l'echelle 1/10 a ete construite et instrumentee. Les inclusions sont simulees par des particules de carbure de silicium. Cette installation autorise l'exploration des effets des parametres suivants (et des interactions entre ces parametres) sur la quantite de particules entrainees: la vitesse de basculement du four, la concentration et l'etat initial de decantation des particules, le diametre, la densite et la mouillabilite des particules et la rugosite du fond du bac. Etant donne le nombre eleve de parametres de controle, un plan d'experiences est mis en uvre. Une seconde maquette en eau, simulant la tranche centrale du four permet de visualiser l'ecoulement de verse. Des comparaisons avec les calculs numeriques sont ainsi possibles. On simule numeriquement les ecoulements 2d de verse et de thermoconvection. Un essai de calcul de l'ecoulement couplant les effets de verse et les pertes thermiques est presente. Des calculs de trajectoires de particules dans un ecoulement de verse sont realises. Ils permettent de determiner quelles inclusions peuvent etre transportees par l'ecoulement et polluent ainsi le metal coule. Une attention constante est portee a ce qui se passe dans l'ecoulement metallurgique de reference


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Informations

  • Détails : 225 P.
  • Annexes : 89 REF.

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