Transfert de chaleur par convection naturelle en regime variable

par THIERRY de LORENZO

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jacques Padet.

Soutenue en 2000

à Reims .

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  • Résumé

    Ce travail concerne l'etude stationnaire et transitoire d'un ecoulement laminaire de convection naturelle le long d'une surface plane verticale chauffee a temperature ou a flux impose. Nous avons etudie, par methode differentielle, le comportement d'un fluide apres un echelon positif (echauffement) et/ou negatif de flux (relaxation). Apres un echauffement nous avons observe que les champs de temperature et de vitesse subissent un depassement de la valeur stationnaire, pendant un court instant. Dans le cas d'une relaxation les epaisseurs de couches limites dynamique et thermique ne diminuent pas a mesure que le temps croit mais restent constantes avant de s'evanouir. Nous avons aussi montre que le transfert de chaleur est optimum lorsque le fluide, initialement au repos, est soumis a des creneaux consecutifs de flux du type sur-echauffement suivi d'un sous-echauffement. Les frequences de chauffage et de relaxation doivent alors etre choisies de facon a ce que l'ecoulement reste toujours conductif. Nous avons ensuite resolu les differents systemes d'equations grace a la methode integrale de karman-pohlhausen, les profils de vitesse et de temperature etant approche par des polynomes d'ordre 4. Nous avons montre que le rapport des epaisseurs des couches limites thermique et dynamique ne depend que du fluide considere aussi bien en regime stationnaire, que transitoire. Nous avons aussi montre que les evolutions temporelles du debit de fluide deplace et du coefficient d'echange se scindent en deux classes correspondant aux gaz et aux liquides. Enfin nous avons visualise par tomographie laser un ecoulement d'eau le long d'une paroi verticale, et grace a un appareil photographique numerique nous avons donne differentes vues de l'epaisseur de la couche limite dynamique depuis l'instant ou elle se cree jusqu'a ce qu'elle atteigne son regime etabli.

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Informations

  • Détails : 180 p.
  • Annexes : 60 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 00REIMS016Bis
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