Modélisation 3-D du chauffage d'un bain métallique par plasma d'arc transféré : application à un réacteur axisymétrique

par Alexandre Douce

Thèse de doctorat en Métallurgie

Sous la direction de Jean-Bernard Guillot.


  • Résumé

    L’objet de la thèse est le développement d'un modèle numérique de simulation du chauffage d'un bain métallique par plasma d'arc transféré. Cette modélisation est appliquée à la simulation d'un four expérimental de forme géométrique axisymétrique. Ce four pilote à arc transféré, de petite capacité (200kW – 2000A, 300kg de fer), est développé au laboratoire plasma d'EDF-division R & D aux renardières pour étudier les transferts thermiques dans ce type de chauffage. Le modèle permet le calcul des différents champs (vitesse, température, variables électromagnétiques) dans la région de l'arc électrique, dans le bain et dans l'électrode de sole. Les équations de Navier-Stokes couplées aux équations de l'électromagnétisme sont résolues dans chaque domaine par une méthode numérique de type volumes finis. Pour le calcul de l'arc, les transferts radiatifs sont calcules de manière à prendre en compte les forts gradients de température présents dans l'arc électrique. Le transport des vapeurs métalliques et leurs effets sur les propriétés du plasma sont également pris en compte. Un modèle unidimensionnel spécifique est utilisé pour la modélisation de la couche limite anodique au-dessus du bain, il permet de détailler les interactions arc/bain et d'assurer le couplage entre les domaines de calcul arc et bain par des conditions aux limites a l'interface. Deux configurations de fonctionnement du four sont étudiées, avec des longueurs d'arc de 0,15m et 0,25m respectivement. Les résultats sont présentés et comparés avec des mesures de flux effectuées sur le four dans des conditions similaires.

  • Titre traduit

    3-D modelling of an anodic metal bath heating by a transferred arc : application to an aximetrical furnace


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XX-208 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 72 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 60419
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