Etude theorique et numerique des ecoulements et des transferts de chaleur dans les canaux en rotation

par Gilles Chaineray

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de P. KUENTZMANN.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Le refroidissement des aubes de turbines peut s'effectuer par convection interne par l'intermediaire de circuits de geometrie plus ou moins complexe. La rotation de l'ensemble engendre un ecoulement secondaire qui modifie de maniere significative la distribution des transferts thermiques. La presence de perturbateurs dont la fonction est d'amplifier la turbulence et par dela les echanges, complique les mecanismes moteurs de l'ecoulement. Ces derniers dependent, dans ce cas, d'une multitude de parametres geometriques et dynamiques. Une approche numerique, faisant appel au code de calcul mathilda developpe a l'onera, a permis de degager, a partir de grandeurs preponderantes comme la direction de rotation, la vitesse angulaire et le debit, des conditions de refroidissement optimales. Par ailleurs, des calculs sur des configurations de type industriel ont ete menes. Globalement, si la rotation est suffisante, il est montre que les echanges sont augmentes par intensification du brassage convectif. Mais le bien fonde de la demarche repose sur une validation systematique du code. Pour ce faire, des confrontations avec des resultats experimentaux issus de configurations fixes ont ete entreprises. Elles ont permis d'acquerir, avant d'aborder la rotation, une base solide pour la comprehension des phenomenes mis en jeu. La qualite de la simulation depend intimement des modeles de turbulence et des lois de paroi utilises. Dans ce genre de configurations, les modeles classiques de type k- souffrent des limitations imposees par des hypotheses trop restrictives. Sur ce constat, un modele plus elabore de type asm, integrant les effets de la rotation, a ete implante dans le code. Il a fait l'objet de validations elementaires sur un ensemble de geometries simples et variees


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Informations

  • Détails : 255 P.
  • Annexes : 182 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1995
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