Convection mixte dans une conduite isotherme et dans un échangeur de chaleur à tubes coaxiaux : Approches numérique et expérimentale

par Ionut Marian Voicu

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Jacques Miriel.

Soutenue en 2007

à Rennes, INSA .


  • Résumé

    Ce travail de recherche s’inscrit dans le contexte de l’approche des connaissances fondamentales de la convection mixte laminaire à l’intérieur des conduites. Pour cela, un travail tant numérique (code de calcul Fluent) que expérimental (technique PIV) a été entrepris. Dans une première partie, cette investigation s’articule autour de l’écoulement en convection mixte dans un tube incliné isotherme. Les résultats montrent l’influence de l’inclinaison du tube sur l’apparition, l’ampleur et la position des zones de renversement. La deuxième partie concerne le transfert thermique en convection mixte entre deux fluides. L’étude s’intéresse à une configuration verticale d’un échangeur de chaleur bitube avec des écoulements en parallèle. Nous concluons ainsi qu’un modèle basé seulement sur la convection forcée ou un modèle réduisant le transfert thermique à la paroi à une condition de type température (ou flux thermique) uniforme n’est pas satisfaisant ni suffisant pour les cas considérés.

  • Titre traduit

    Mixed convection in an isothermal tube and in a coaxial doube-duct heat exchanger : Numerical and experimental approaches


  • Résumé

    Laminar flows with mixed convection in a tube were investigated numerically (software Fluent) and experimentally (Particle Image Velocimetry). In a first part, a study of the flow in mixed convection in an inclined isothermal tube is conducted. Particular attention is paid to the region where flow reversal is predicted. The results show the influence of the inclination of the tube on the occurs, the extent and the position of the flow reversal. The second part regard the thermal transfer in mixed convection between two fluids in a vertical coaxial double-duct heat exchanger for parallel ascending flow. The results include temperature and velocity profiles at different cross sections as well as the axial evolution of bulk and wall temperatures, Nusselt numbers and friction factors in the cylinder and the annular region. We conclude that a forced convection model not be satisfactory for the cases under consideration.

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Informations

  • Détails : 144 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.p.138-144 (82 réf.). Index

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  • Bibliothèque : Institut National des Sciences Appliquées. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THE VOI
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