Etude du couplage thermique par conduction-convection-rayonnement dans une enceinte en présence d'une source radiative : application au chauffage de halls industriels par panneaux radiants

Numerical study of convective-conductive-radiative coupled heat transfer in an enclosure in the presence of a radiative source. Application to the heating of industrial halls by radiant panels

• Auteur / Autrice : Michel Havet
• Direction : Dominique Blay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermique et mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Couche limite turbulente

Chaleur -- Convection

Simulation par ordinateur

Résumé

Ce travail a concerne le chauffage des locaux de grandes dimensions par panneaux radiants suspendus au plafond. Notre objectif etait de mettre au point des outils numeriques afin d'etudier d'une part le couplage entre les emetteurs radiants et l'enveloppe du local, d'autre part le confort thermique resultant de ce procede de chauffage. Nous avons elabore un modele thermique simplifie qui prend en compte le rayonnement de surface, la conduction et la convection par l'intermediaire de coefficients d'echange. Nous avons notamment pu mettre en evidence l'influence de la position des panneaux radiants sur les temperatures de parois. Un processus iteratif entre ce modele thermique et un modele numerique resolvant les equations de navier-stokes a ete automatise. Il nous a permis de montrer que les vitesses sont faibles dans le cur de la cavite et plus importantes le long des parois. Nous avons egalement constate que le chauffage par panneaux radiants n'entraine pas de stratification thermique au sein du local. Ces resultats nous ont incites a etudier le transfert thermique a la paroi. Dans un modele parabolique resolvant les equations de la couche limite, nous avons implante deux modeles algebriques de turbulence. Ceci a permis de mettre en evidence l'influence de la non-uniformite de la temperature de paroi sur le transfert de chaleur. Les correlations issues de cette etude ont ete introduites dans le modele thermique ; elles ont permis d'obtenir des resultats en accord avec une modelisation fine des phenomenes convectifs et avec des resultats experimentaux. Nous avons egalement mis au point un modele pour calculer trois criteres de confort thermique: la temperature resultante, l'asymetrie de rayonnement et l'eclairement maximal admissible. Nous avons pu mettre en evidence, dans un cas reel de halls industriels, la grande influence de la position des panneaux radiants sur le confort thermique