{"id":13978,"date":"2020-09-24T11:20:28","date_gmt":"2020-09-24T09:20:28","guid":{"rendered":"https:\/\/greth.fr\/?p=13978"},"modified":"2023-03-02T16:04:04","modified_gmt":"2023-03-02T15:04:04","slug":"intensification-passive-des-transferts-thermiques-et-gestion-decoulement-en-double-phase-construction-de-surfaces-dechanges-optimisees-appliquees-aux-echangeurs-de-chaleur","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/greth.fr\/en\/intensification-passive-des-transferts-thermiques-et-gestion-decoulement-en-double-phase-construction-de-surfaces-dechanges-optimisees-appliquees-aux-echangeurs-de-chaleur\/","title":{"rendered":"Intensification passive des transferts thermiques et gestion d&#8217;\u00e9coulement en double phase : Construction de surfaces d&#8217;\u00e9changes optimis\u00e9es appliqu\u00e9es aux \u00e9changeurs de chaleur"},"content":{"rendered":"<p><strong><span style=\"text-decoration: underline;\">Summary :<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cette th\u00e8se porte sur l\u2019\u00e9laboration de m\u00e9thodes et d\u2019outils num\u00e9riques pour l\u2019aide \u00e0 la conception et \u00e0 l\u2019optimisation d\u2019\u00e9changeurs de chaleur compacts et diphasiques. Les \u00e9changeurs de chaleur forment une famille de syst\u00e8mes industriels tr\u00e8s grande et sont utilis\u00e9s d\u00e8s lors qu\u2019un proc\u00e9d\u00e9 n\u00e9cessite de transf\u00e9rer de l\u2019\u00e9nergie sous forme de chaleur d\u2019un milieu \u00e0 un autre. Dans une conception sur mesure, le d\u00e9fi est de trouver la structure d\u2019\u00e9change qui apporte le meilleur compris entre apport de masse, augmentation de la perte de charge et augmentation du coefficient d\u2019\u00e9change de chaleur. Dans le cas des \u00e9changeurs diphasiques, les ph\u00e9nom\u00e8nes de pertes de charge, de transferts thermiques et de changement de phase sont issus de couplages forts et complexes entre les propri\u00e9t\u00e9s du fluide, de surface des parois et les conditions op\u00e9ratoires. En phase de conception, des outils num\u00e9riques de dimensionnement et de simulation adapt\u00e9s sont donc n\u00e9cessaires pour d\u00e9finir les structures d\u2019\u00e9changes appropri\u00e9es.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La premi\u00e8re partie de cette th\u00e8se est ainsi d\u00e9di\u00e9e \u00e0 la mod\u00e9lisation num\u00e9rique du fonctionnement d\u2019un \u00e9changeur de chaleur diphasique. Notre id\u00e9e a \u00e9t\u00e9 d\u2019aborder la mod\u00e9lisation des \u00e9coulements diphasiques et des diff\u00e9rents ph\u00e9nom\u00e8nes avec une approche par milieux poreux \u00e9quivalent. Nous avons d\u00e9velopp\u00e9 un mod\u00e8le d\u2019\u00e9coulement diphasique simplifi\u00e9 \u00e0 4 \u00e9quations qui est le mod\u00e8le d\u2019Euler de m\u00e9lange avec esp\u00e8ces. Ce mod\u00e8le est fond\u00e9 sur l\u2019hypoth\u00e8se d\u2019\u00e9quilibre m\u00e9canique et thermique local entre les phases liquide et vapeur \u00e0 chaque instant. Un code de simulation num\u00e9rique a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 sous FORTRAN pour r\u00e9soudre le syst\u00e8me d\u2019\u00e9quations du mod\u00e8le instationnaire dans des domaines cart\u00e9siens, r\u00e9guliers et multidimensionnels. La m\u00e9thode de r\u00e9solution utilis\u00e9e est un sch\u00e9ma num\u00e9rique de type Godunov et les flux conservatifs sont calcul\u00e9s par un solveur de type HLLC o\u00f9 l\u2019on r\u00e9sout de fa\u00e7on approch\u00e9e des probl\u00e8mes de Riemann sur chaque bord de maille des cellules de calcul. Des cas tests monodimensionnels ont permis de valider la m\u00e9thode de r\u00e9solution utilis\u00e9e dans le code de simulation.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La deuxi\u00e8me partie de cette th\u00e8se est d\u00e9di\u00e9e \u00e0 la mise en place de moyens exp\u00e9rimentaux permettant de d\u00e9terminer la formulation de grandeurs essentielles \u00e0 la r\u00e9solution macroscopique des \u00e9coulements diphasiques. Nous avons donc con\u00e7u et r\u00e9alis\u00e9 un dispositif exp\u00e9rimental, avec sa chaine d\u2019acquisition et de contr\u00f4le, \u00e9quip\u00e9 de deux circuits hydrauliques aliment\u00e9s en n-pentane pour \u00e9tudier soit l\u2019\u00e9bullition soit la condensation. Des prototypes d\u2019\u00e9changeur compacts m\u00e9talliques de type plaques et ailettes avec structures lattices servant \u00e0 remplir la fonction d\u2019ailettes ont \u00e9t\u00e9 con\u00e7us pour la fabrication additive et r\u00e9alis\u00e9s par un proc\u00e9d\u00e9 de fusion laser sur lit de poudre. Le dispositif se distingue par une utilisation approfondie de la m\u00e9trologie infrarouge pour identifier les zones caract\u00e9ristiques de fonctionnement et \u00e9tudier les variations spatiales des transferts de chaleur dans les prototypes. Les premi\u00e8res campagnes de mesures r\u00e9alis\u00e9es ont permis de rassembler des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales validant de fa\u00e7on qualitative les protocoles exp\u00e9rimentaux. Pour chaque point de fonctionnement, les profils de coefficient d\u2019\u00e9change de chaleur diphasique, de pertes de charge et de titre massique en vapeur ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9termin\u00e9s.<\/p>\n<table width=\"100%\" border=\"1\">\n<tr>\n<td><strong>Author<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>C\u00e9dric SEPTET<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Date de publication<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>23 Janvier 2020<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Keywords<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>\u00c9changeurs de chaleur, \u00c9coulements diphasiques, Transferts thermiques, Fabrication additive, \u00c9bullition, Condensation<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n\n&nbsp;<br \/>\n\n<div class=\"eds-animate edsanimate-sis-hidden\" data-eds-entry-animation=\"bounceIn\" data-eds-entry-delay=\"0\" data-eds-entry-duration=\"1\" data-eds-entry-timing=\"linear\" data-eds-exit-animation=\"\" data-eds-exit-delay=\"\" data-eds-exit-duration=\"\" data-eds-exit-timing=\"\" data-eds-repeat-count=\"1\" data-eds-keep=\"yes\" data-eds-animate-on=\"load\" data-eds-scroll-offset=\"\">\n\t\t<div class=\"box info\">\n\t\t\t<div class=\"box-inner-block\">\n\t\t\t\t<span class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>&#x2666; The full version is only available for subscribers <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #3db2ea; color: #fff;\">\"ESSENTIEL\"<\/span><\/a> or <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #c6002c; color: #fff;\">\"PREMIUM\"<\/span><\/a> of GRETh!<\/strong><\/p>\n<p>&#x2666; If you are already a member \/ subscriber, you must identify yourself by <a href=\"\/wp-login.php\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.<br \/>\n&#x2666; If you are not a member, you can consult the offer proposed by GRETh by <a href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a> as well as the conditions of membership by <a href=\"\/en\/conditions-adhesion\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>R\u00e9sum\u00e9 : Cette th\u00e8se porte sur l\u2019\u00e9laboration de m\u00e9thodes et d\u2019outils num\u00e9riques pour l\u2019aide \u00e0 la conception et \u00e0 l\u2019optimisation d\u2019\u00e9changeurs de chaleur compacts et diphasiques. 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