Thèse soutenue

Caractérisation des régimes transitoires dans les procédés thermiques : application aux échangeurs de chaleur
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Auteur / Autrice : Hicham Chafouk
Direction : Farid BaguiMoulay Ahmed Abdelghani-Idrissi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

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Résumé

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Notre recherche s'inscrit dans la compréhension et l'amélioration des méthodes de caractérisation des transferts thermiques transitoires dans les échangeurs thermiques. L'application du schéma de MacCormack a permis d'étudier numériquement la réponse transitoire du système à des variations de température et de débit. Un des principaux résultats de nos travaux de recherche est la mise en évidence d'une forte dépendance de la dynamique et de la vitesse des deux fluides. Le rapport de ces constantes de temps varie linéairement en fonction de la vitesse adimensionnelle V*∞ : τ*fs=(αcoV*+ßco)τ*cs. Dans le cas de la configuration co-courant, l'identification des caractéristiques de cette linéarité a montré que les valeurs de αco et ßco sont voisines de αco=2/3 et ßco=1/3. Les expressions analytiques de ces paramètres pour les échangeurs à contre courant ont été proposées. Cette propriété de convexité a permis de proposer les expressions analytiques des constantes de temps pour les échangeurs thermiques à co-courant subissant des variations de débit du fluide circulant dans le tube interne. L'utilisation des expressions des constantes de temps, nous a permis d'écrire le modèle sous la forme d'une représentation d'état et de construire un observateur de Kalman. Cette méthode présente l'avantage de prédire les températures des deux fluides et leurs corrections sans avoir recours à des schémas itératifs.