Etude expérimentale des couplages convecto-radiatifs dans une cavité à haut nombre de Rayleigh : méthode de bilan d'énergie

par El Hafiane Cherkaoui

Thèse de doctorat en Energétique. Mécanique des fluides

Sous la direction de Christian Durou.

Soutenue en 1994

à Toulouse 3 .


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  • Résumé

    L'etude de la convection naturelle dans des espaces confines est un sujet qui concerne de nombreux domaines, notamment la thermique de l'habitat. Ce memoire s'integre dans un programme de recherche experimentale qui vise a etudier les couplages convecto-radiatifs dans une cavite a parois isothermes et differentiellement chauffees en menant une analyse de l'influence des conditions aux limites thermiques et radiatives sur le transport d'energie. La methode adoptee consiste a mesurer les champs thermique et dynamique de l'ecoulement par exploration de couche limite a l'aide d'une sonde a fil thermosensible. Les experiences ont ete realisees dans une cavite fermee a echelle unite de hauteur 2. 5 m sur une base de 3. 1. 1m#2, construite au laboratoire d'etudes thermiques a poitiers (ceat-ensma). Le nombre de rayleigh relatif a la hauteur de la cellule est de l'ordre de 10#1#0. Trois configurations radiatives des parois ont ete utilisees: celles-ci sont soit toutes tres emissives, soit toutes tres reflechissantes, soit mixtes. Les proprietes radiatives du gaz ont ete modifiees en portant l'air a l'interieur de la cavite a differentes humidites relatives. Les resultats montrent qu'il n'y a pas de modification sensible des echanges convectifs lorsqu'on change les proprietes radiatives des parois ou du gaz. En revanche ils confirment que la stratification du cur de la cavite depend des proprietes d'absorption de l'air dans le domaine de l'infrarouge. D'autre part les resultats confirment que pour une configuration thermique donnee (une face verticale chaude, les cinq autres isothermes plus froides), l'ecoulement est laminaire stable meme pour des nombres de rayleigh superieurs a 10#1#0. Ils montrent aussi, pour la meme configuration, une bonne concordance avec la theorie de la plaque plane. Les mesures de temperature et de vitesse ont ete aussi exploitees pour developper une methode de bilan d'energie visant a evaluer les flux convectifs. Cette methode permet de comparer les differents modes de transfert thermique dans la couche limite. Elle confirme que les flux radiatifs sont negligeables devant les transferts enthalpiques quelles que soient les proprietes radiatives des parois ou du gaz

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([3]-254 p.)

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1994TOU30104
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