Дисертації: "Mécanismes de transfert de chaleur"

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Simon, Pascal. "Modélisation et simulation des mécanismes de la combustion hybride dans un système propulsif." Poitiers, 1996. http://www.theses.fr/1996POIT2384.

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Le developpement et l'amelioration des performances des systemes de propulsion hybride requierent les connaissances de l'ecoulement aerodynamique et des transferts thermiques qui s'etablissent dans la chambre de combustion. Pour acceder a ces informations, un modele de combustion hybride est developpe et implante dans un code de calcul aerothermique bidimensionnel. La premiere etape consiste a mettre en place un outil de simulation des ecoulements reactifs. L'accent est mis sur la modelisation des phenomenes d'injection parietale et des interactions de la cinetique chimique et de la turbulence de l'ecoulement. La deuxieme etape realise le couplage entre l'ecoulement et les processus d'ablation du combustible solide. Les resultats des simulations numeriques sont compares et valides avec des donnees experimentales disponibles dans la litterature. L'analyse de ces resultats conduit a l'elaboration d'un outil de dimensionnement des propulseurs qui comprend un modele unidimensionnel de combustion hybride. Ces outils de simulation ont permis la creation d'une base de donnees des caracteristiques de fonctionnement des propulseurs hybrides

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Peregrina-Cambero, Carlos-Alberto. "Traitement des boues par friture : des mécanismes physiques à l'éco-conception d'un procédé." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0089/these.pdf.

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Fry-drying of sewage sludge consists in bringing into contact the wet solid with a heated oil (120°C Le procédé de séchage par friture consiste à mettre en contact une phase solide humide divisée (la boue d'épuration) et une phase liquide non miscible (une huile alimentaire usagée), chauffée entre 120 et 180°C, pour obtenir un solide granulaire stable, hygiénisé et valorisable notamment comme combustible. Une étude expérimentale à l'échelle du laboratoire a permis d'identifier les différents mécanismes de transfert de chaleur et de masse mis en jeu lors de l'opération de friture de boue et d'optimiser les paramètres opératoires. Aux temps courts, les phénomènes limitants sont d'origine thermique. Aux temps longs, la limitation des transferts provient du transport d'huile au sein de la matrice poreuse puis du transfert de matière en phase vapeur. Une Analyse de Cycle de Vie (ACV) a été mise en œuvre pour évaluer les performances environnementales d'une filière thermique " séchage + incinération " de valorisation des boues. Le scénario de référence fait appel à un séchage par contact avec agitation tandis que le scénario alternatif prévoit un séchage par friture. Parmi les quatre catégories d'impact retenues, le séchage par friture s'avère extrêmement performant en terme de consommation des ressources non renouvelables et d'impact sur le changement climatique. Enfin, la simulation d'un procédé continu, fonctionnant sur la base d'une production d'une tonne par heure de boues auto-combustibles, avec différents systèmes de récupération de l'énergie contenue dans les buées a été réalisée à l'aide d'un logiciel du commerce. Ce dimensionnement a servi de base à une évaluation économique des coûts d'investissement et de fonctionnement de l'installation

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Hoang, Hong Minh. "Analyse des mécanismes turbulents au sein d'un écoulement anisotherme entre parois ondulées : influence sur le transfert thermique." Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://www.theses.fr/2009ESMA0011.

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La connaissance des mécanismes turbulents au sein des canaux ondulés est à ce jour encore limitée malgré les travaux réalisés dans la dernière décennie, d'une part, à cause de la complexité des facteurs géométriques et des faibles dimensions qui rendent des expérimentations difficiles, et d'autre part, le comportement de l'écoulement turbulent est assez mal connu dans des géométries confinées. Ce travail de thèse s'intéresse au rôle joué par la turbulence au sein du canal ondulé et à son influence sur le transfert de la chaleur. Pour cela, l'écoulement dynamique est caractérisé finement à travers les champs moyens et les moments d’ordre deux grâce aux mesures par PIV (rapide et standard) et aux simulations des grandes échelles (LES). La quantification du transfert de chaleur est obtenue par thermométrie par thermocouples fins pariétaux tandis que les champs de température sont décrits par LES. L'ondulation induit le comportement moyen de l'écoulement. En effet, les composantes longitudinale et transversale sont périodiques, tandis que la composante verticale est liée au confinement. En régime établi, l'écoulement présente des zones spécifiques : une couche de cisaillement est générée en aval du sommet, et s'accompagne de fortes fluctuations longitudinale et transversale corrélées; le développement de cette couche s'opère dans la partie concave de l’ondulation (appelée le creux) ; puis elle vient impacter en aval du creux où se manifeste une augmentation significative des fluctuations verticales. L'analyse du bilan d'énergie cinétique turbulente a mis en évidence un comportement complexe : la production est liée à la couche de cisaillement, la dissipation s'effectue dans le creux, mais une partie d'énergie est convectée ou diffusée vers la paroi et vers l'écoulement central. Bien que les fluctuations thermiques les plus importantes soient localisées dans la couche de cisaillement, le transfert de chaleur maximum se manifeste dans la zone d’impact. Pour compléter l'étude, des travaux expérimentaux et numériques ont été menés pour différents écartements entre parois, et différentes amplitudes d'ondulation. Ces résultats ont permis de mieux appréhender le rôle de ces paramètres et de quantifier leur influence sur le comportement dynamique et sur le transfert thermique : l'augmentation de l'intensité de turbulence et du transfert de chaleur est obtenue avec un écartement plus grand ou une amplitude plus forte. Ces résultats sont essentiels pour optimiser les performances des intercalaires ondulés dans les échangeurs de chaleurs compacts Knowledge of of turbulent mechanisms in wavy channel so far is still limited despite the work done in the past decade because of the complexity of geometrical factors and the small size which makes experiments difficult. This thesis examines the role played by turbulence inwavy channel and its influence on heat transfer. The dynamic behaviour is characterized by the mean and fluctuating flow through PIV measurements (rapid and standard) and large eddy simulation (LES). Quantification of heat transfer is obtained by wall thermocouples while temperature fields are described by LES. The wavy induces the average behaviour of the flow. Indeed, the longitudinal and transverse components are periodic, while the vertical component is related to confinement. In steady state, the flow presents specific areas: a shear layer is generated below the crest, accompanied by strong correlated longitudinal and transverse fluctuations, the development of this layer occurs in the concave part of the wavy-channel (called through) ; in the downstream of the through, the shear layer impacts on the wall and a significant increase in vertical fluctuations is observed. The analysis of turbulent kinetic energy showed a complex behaviour: production is related to the shear layer, dissipation occurs in the through, but some energy is diffused or convected towards the wall or the central flow. Although fluctuations of temperature are mostly located in the shear layer, the maximum heat transfer occurs in the impact zone. To complete the study, experimental and numerical work were carried out for different spacings between walls, and different wavy amplitudes. These results have extended the knowledge of the role of these parameters and quantified their influence on the dynamic and thermal behaviour: the increase of turbulence intensity and of heat transfer is obtained with a geater waviness or a larger distance between wavy walls. These results are essential to optimize performance of wavy fins compact heat exchangers

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Brun, Emmanuel Camille Marius. "De l'imagerie 3D des structures à l'étude des mécanismes de transport en milieux cellulaires." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX11014.

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Tres peu de travaux s'appuient directement sur la structure reelle des milieux cellulaires pour determiner l'impact de la structure sur les proprietes de transport. Les outils developpes lors de cette these ont permis une caracterisation fine de la geometrie des milieux cellulaires. Notre demarche s'appuie sur l'utilisation conjointe du logiciel d'analyse morphologique 3D developpe durant la these (iMorph) et d'outils numeriques de simulation des transferts de chaleur et de masse sur la base des geometries reelles obtenues par tomographie haute resolution. Le couplage de ces approches, et l'etude menee sur une large gamme de mousses metallique, nous a permis de degager les criteres geometriques pertinents pour la comprehension des proprietes de transferts (Ecoulement, conduction, radiatif). De plus nous estimons les volumes elementaires representatifs associes aux grandeurs geometriques comme aux proprietes de transfert. L'analyse locale de la phase solide des materiaux cellulaires nous a conduit a concevoir un algorithme de segmentation multi-objets (plaques, coques, poutres) base sur le calcul des moments locaux d'inertie. Enfin cette methode originale nous a permis de proposer une premiere classification d'os trabeculaires pour une aide au diagnostic de l'osteoporose Few works deals with real geometry to study the impact of structure on transport properties of cellular material. Tools developed during this phd permit a precise geometrical characterization os cellular solids. Our approach is based on the combined use of the morphological analysis software 3D developed during the phd (iMorph) and numerical simulation of heat and mass transfer on real geometry obtained by X-ray tomography. With this approaches, and the study on a wide range of metallic foams, we identify the geometrical relevant criteria for the transport properties understanding (Conductivity, Fluid flow and Radiative transfer). Moreover we estimate Representative Volume Element for both geometrical and fluid flow properties. We developed a multi object segmentation algorithm based on local inertia moments. This original method allow a classification of a trabecular bone database based on the plate volume ratio

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Thomas, Anthony. "Transfert d'eau et de chaleur dans une pile à combustible à membrane : mise en évidence expérimentale du couplage et analyse des mécanismes." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0143/document.

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Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) permettent de convertir efficacement de l'énergie chimique en électricité. Pour cela l'hydrogène s'oxyde sur une des électrodes de la pile, les protons ainsi créés traversent l'électrolyte (membrane) tandis que les électrons parcourant le circuit extérieur fournissent l'énergie électrique. Tous ces éléments se recombinent à la seconde électrode qui, à l'aide de la réduction de l'oxygène, va former de l'eau. Le rendement n'étant pas parfait, une partie de l'énergie des réactifs est aussi dégradée sous forme de chaleur. Malgré de récents progrès, la commercialisation à grande échelle des piles à combustible est toujours entravée par des problèmes de durabilité, liés notamment à la gestion de l'eau et de la température au sein de ce système. Afin de quantifier le comportement thermique et son effet sur le transport de l'eau, une pile à combustible a été instrumentée, permettant la mesure de la température aux électrodes, des flux de chaleur et d'eau. Les résultats montrent que de forts gradients de température (jusqu'à environ 30 K/mm) peuvent exister pour une pile fonctionnant dans des conditions standard. Il a été observé une nette influence du champ de température dans le coeur de pile sur le transport de l'eau qui se fait vers la partie la plus froide de la pile (généralement les canaux d'alimentation), l'eau traversant les couches de diffusion poreuses sous forme vapeur dans nos conditions expérimentales Proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) make it possible to convert efficiently chemical energy into electricity. For this, hydrogen is oxidized at one of the electrodes of the cell, created protons pass through the electrolyte (membrane) while electrons flow across the external circuit provide the electrical energy. All these elements recombine at the second electrode, with oxygen, to produce water. Performance is not perfect within a cell and a part of the reactants energy is also degraded as heat. Despite recent advances, the large scale commercialization of PEMFC is still hampered by durability issues, some of them being related to water and thermal management. In order to quantify the thermal behavior and its effect on the water transport, a fuel cell has been instrumented for the electrodes temperature, water and heat fluxes measurement. The results show that high temperature gradients (up to about 30 K/mm) can exist in a cell operating under standard conditions. It was observed a clear influence of the temperature field in the cell on the water transport. Water flows towards the coldest part of the cell (usually the channels), passing through the porous layers in vapor phase in our experimental conditions

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Bennai, Fares. "Étude des mécanismes de transferts couplés de chaleur et d’humidité dans les matériaux poreux de construction en régime insaturé." Thesis, La Rochelle, 2017. http://www.theses.fr/2017LAROS013/document.

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Le présent travail a pour objectif de comprendre l’influence des paramètres géométriques des éco-matériaux d’enveloppe, tels que le béton de chanvre, sur les mécanismes de transferts couplés de chaleur, d'air et d’humidité afin de prédire le comportement du bâtiment dans le but de le piloter et de l’améliorer dans sa durabilité. Pour cela, une approche multi-échelle est mise en place. Elle consiste à maîtriser les phénomènes physiques dominants et leurs interactions à l’échelle microscopique. S’ensuit, une modélisation à double échelle, microscopique–macroscopique, des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité qui prend en compte les propriétés intrinsèques et la topologie microstructurale du matériau moyennant le recours à la tomographie rayon X conjuguée à la corrélation d’images 2D et 3D. Pour cela, une campagne de caractérisation fine des propriétés physiques et hygrothermiques du béton de chanvre confectionné au laboratoire a été réalisée. Elle s’est focalisée sur l’étude de l’impact du vieillissement, l’état thermique et hydrique du matériau sur ses propriétés intrinsèques. Les résultats montrent une excellente capacité d'isolation thermique et de régulation naturelle d’humidité du béton de chanvre. Puis, une caractérisation microscopique par différentes techniques d’imagerie a été effectuée. Les reconstructions 3D du matériau réel scanné au tomographe aux rayons X à différentes résolutions montrent que le béton de chanvre possède plusieurs échelles de porosité, allant de la microporosité au sein du liant et des chènevottes à la macroporosité inter-particulaire. Le comportement hygro-morphique sous sollicitations hydriques a été ensuite étudié. Les résultats de la corrélation d’image numérique 2D et de la tomographie aux rayons X couplés à la corrélation d’images volumiques, montrent la nature du comportement du béton de chanvre soumis à des hygrométries différentes. En effet, la chènevotte subit des déformations plus importantes que le liant, causant ainsi des modifications de la microstructure du matériau. Sur le volet de la modélisation, moyennant la technique d’homogénéisation périodique un modèle des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité dans les matériaux poreux de construction a été développé. Les tenseurs de diffusion et de conductivité thermique homogénéisés ont été calculés numériquement. Ensuite, une confrontation entre les résultats du calcul des coefficients de diffusion macroscopique et ceux expérimentaux obtenus au LaSIE a été réalisée. Elle met en évidence la qualité de la prédiction. De plus, la conductivité thermique de la phase solide a été ainsi déduite. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail de thèse ont mis en exergue l’influence de l’état hydrique et thermique du béton de chanvre sur ces propriétés intrinsèques, et sa microstructure très hétérogène. Ils ont révélé aussi les limites des approches phénoménologiques basées sur l’établissement des bilans de masse, de quantité de mouvement et d’énergie The aim of this work is to understand the influence of the geometric parameters of envelope eco-materials, such as hemp concrete, on the mechanisms of coupled heat, air and moisture transfers, in order to predict behavior of the building to control and improving it in its durability. For this a multi-scale approach is implemented. It consists of mastering the dominant physical phenomena and their interactions on the microscopic scale. Followed by a dual-scale modeling, microscopic-macroscopic, of coupled heat, air and moisture transfers that takes into account the intrinsic properties and microstructural topology of the material using X-ray tomography combined with the correlation of 2D and 3D images. A characterization campaign of physical and hydrothermal properties of the hemp concrete manufactured in the laboratory was carried. It focused on studying the impact of aging, thermal and hydric state of the material on these intrinsic properties. The results show an excellent thermal insulation and natural moisture regulation capacity of hemp concrete. Then, a microscopic characterization by different imaging techniques was performed. The 3D reconstructions of the real material scanned with X-ray tomography at different resolutions show that hemp concrete has several scales of porosity, ranging from micro-porosity within the binder and hemp shiv to the inter-particle macro-porosity. The hydromorphic behavior under hydric solicitations was studied. The results of the 2D digital image correlation and X-ray tomography coupled with the volumetric image correlation show the nature of the behavior of hemp concrete subjected to different relative humidities. In fact, the hemp shiv undergoes greater deformations than the binder, thus causing changes in the microstructure of the material. On the modeling part, a model of coupled heat, air and moisture transfer in porous building materials was developed using the periodic homogenization technique. The homogenized tensors of diffusion and thermal conductivity were determined numerically. Then, a confrontation between the results of the calculation of the macroscopic diffusion coefficients and the experimental results obtained at the LaSIE was carried out. It highlights the quality of the prediction. In addition, the thermal conductivity of the solid phase was thus deduced. The results obtained in the framework of this PhD thesis have highlighted the influence of the hydric and thermal state of the hemp concrete on these intrinsic properties and its very heterogeneous microstructure. They also revealed the limitations of phenomenological approaches based on the establishment of the balances of mass, amount of motion and energy

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Arlabosse, Patricia. "Etude des transferts de chaleur et de masse par effet Marangoni : application à la compréhension du mécanisme de l'ébullition en apesanteur." Aix-Marseille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX11024.

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Ce memoire est consacre a l'etude de la convection thermocapillaire autour d'une bulle et a la contribution de cet effet aux transferts de chaleur. Apres une etude bibliographique sur le phenomene d'ebullition en gravite variable et sur les effets thermocapillaires, nous avons etudie l'effet marangoni autour d'une bulle d'air immergee dans une couche d'huile silicone chauffee par le haut. Nous avons developpe une double approche experimentale et numerique. L'approche experimentale a d'abord consiste en la mise en oeuvre d'un dispositif d'analyse des ecoulements et des transferts de chaleur induits par cet effet, dans une configuration ou les effets thermocapillaires et thermogravitationnels s'opposent. Ensuite, des lois d'ecoulement et d'echange de chaleur ont ete etablies. Dans cette geometrie, la contribution de cet effet aux transferts de chaleur est relativement faible pour la gamme des nombres de marangoni et de prandtl etudies. Un modele numerique base sur la methode des elements finis a ete developpe pour simuler les ecoulements induits par un gradient de tension superficielle sur une interface et determiner les lois de transferts. Ce modele est valide a l'aide des resultats experimentaux. Par cette approche, nous avons etudie l'influence du niveau de gravite sur l'ecoulement et les transferts de chaleur. En particulier, on met en evidence la formation d'un jet de liquide en gravite nulle alors que plusieurs cellules contrarotatives sont generees dans le liquide lorsque la gravite est non nulle. Enfin, des mesures preliminaires ont ete realisees dans le cas d'une bulle de vapeur generee a partir d'un site de nucleation sur la surface de chauffe.

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Lottin, Olivier. "Étude du fonctionnement des réacteurs d'une pompe à chaleur à compression-absorption : modélisation des mécanismes de changement d'état d'un fluide binaire zéotrope s'écoulant en film tombant sur une plaque plane verticale." Nancy 1, 1996. http://www.theses.fr/1996NAN10315.

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Ce rapport est une étude de l'absorbeur et du désorbeur d'une pompe à chaleur à compression-absorption. Il s'agit de réacteurs à film tombant utilisant des géométries à plaques verticales. Deux types de modèles de transferts couplés de chaleur et de matière sont détaillés. Le premier est basé sur les équations locales utilisant les diffusivités massique et thermique ; il permet de déterminer des corrélations donnant les nombres de Nusselt et de Sherwood. Le second emploie les équations phénoménologiques et demande la connaissance de conductances de transferts. Les deux permettent de calculer les flux de chaleur et de matière dans les phases liquide et vapeur. L'influence de la valeur des conductances employées dans le second modèle sur les performances globales du cycle est présentée. Certains résultats sont comparés avec des mesures faites sur un prototype expérimental de pompe à chaleur. Une seconde étude expérimentale permet de comparer l'efficacité de différentes plaques corruguées utilisées dans les réacteurs This report is a study of the absorber and the desorber of an absorptioncompression heat pump, which are falling film type reactors using vertical plates geometry. Two kinds of models with coupled heat and mass transfers are detailled. The first one is based on local equations using thermal and molecular diffusivities ; it allows the calculation of Nusselt and Sherwood numbers. The second one is based on equations using heat and mass transfer coefficient. Both models give heat flux and mass flux in the liquid solution and in the vapor. The influence of the value of heat and mass coefficients that appear in the second, model on the global performances of the absorption-compression cycle is presented. Sorne results are compared with measurements made on an experimental heat pump. A second experimental study is made to compare the efficiency of different corrugated plates used in the reactors

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Lefebvre, Xavier. "Analyse des mécanismes physico-chimiques et biochimiques en vue d'optimiser le traitement biologique aérobie des résidus lipidiques." Toulouse, INSA, 2001. http://www.theses.fr/2001ISAT0022.

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Les résidus lipidiques sont des rejets très concentrés, traités par des bioréacteurs à alimentation séquentielle. Ces procédés subissent des dysfonctionnements importants et chroniques, liés en particulier à l'apparition de mousse. Nous avons étudié les mécanismes physiques, chimiques et biochimiques inhérents à la dégradation de ces résidus afin de proposer des stratégies de conduite des procédés, fiabilisant le traitement. Majoritairement composées d'acides gras longues chaînes, les graisses de consistance pâteuse vont se répartir aux interfaces eau/air et eau/flocs biologiques. Dans le mode de fonctionnement du procédé industriel (pH 7, Substrat/Micro-organismes (S/X) de l'ordre de 0,1 g/g), plus de 97% des graisses sont adsorbées sur la biomasse et devront se solubiliser par un processus pH?dépendant (pKa = 8) pour être assimilées par les micro-organismes. La cinétique de dégradation est ainsi limitée par la solubilisation de ces graisses et s'apparente à une réaction d'ordre 1 (k = 0,5 j-1, T = 25ʿC). L'étude du moussage en fonction de facteurs déterminants pH, S/X et [graisses]solubles a permis d'identifier deux mécanismes distincts de formation de la mousse qui sont un moussage de type savons et un moussage stabilisé par la biomasse. Le pouvoir moussant et les facteurs déclenchants de ces mousses ont été déterminés, ce qui nous a permis de proposer, à l'aide d'une modélisation adaptée, différentes stratégies opératoires (alimentation continue, conditionnement des graisses) pour assurer un fonctionnement fiable vis-à-vis du moussage (pH < 7,5 ; S/X < 0,3 g MVS/g MEH ; Ssoluble < CMC). Une étude de sensibilité partielle du modèle vis-à-vis des paramètres taux de dégradation et rendement de croissance a été réalisée. Elle nécessiterait d'être approfondie pour améliorer la représentativité des simulations vis-à-vis des installations industrielles Grease residues are high concentrated semi-solid waste, treated by sequential batch reactor. Foaming makes the treatment process unreliable. Physical, chemical and biochemical processes evolving during the grease residues degradation are analysed for the design of optimal reactor monitoring. Insoluble fatty acids are main compounds. Semi-solid grease sorbs to water/air and water/flocs interfaces. In reactor operation conditions (pH = 7, Substrate/Micro-organisms (S/X) = 0. 1 g/g), more than 97% of grease is sorbed to biomass and must be solubilised by a pH-dependent process (pKa = 8) before their biological assimilation. The degradation kinetics is controlled by the sorbed grease solubilisation. The reaction order is 0 (k = 0. 5 day-1, T = 25ʿC). Two foaming mechanisms are identified. The inhibition conditions are determined (pH < 7,5 ; S/X < 0. 3 g VS/g HEM ; Ssoluble < CMC). Different optimal operation modes, based on modelling, are proposed. A partial parameters sensitivity analysis (degradation and biomass yield) is performed

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Thomas, Anthony. "Transferts d'eau et de chaleur dans une pile à combustible à membrane : mise en évidence expérimentale du couplage et analyse des mécanismes." Phd thesis, Université de Lorraine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00820468.

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Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) permettent de convertir efficacement de l'énergie chimique en électricité. Pour cela l'hydrogène s'oxyde sur une des électrodes de la pile, les protons ainsi créés traversent l'électrolyte (membrane) tandis que les électrons parcourant le circuit extérieur fournissent l'énergie électrique. Tous ces éléments se recombinent à la seconde électrode qui, à l'aide de la réduction de l'oxygène, va former de l'eau. Le rendement n'étant pas parfait, une partie de l'énergie des réactifs est aussi dégradée sous forme de chaleur. Malgré de récents progrès, la commercialisation à grande échelle des piles à combustible est toujours entravée par des problèmes de durabilité, liés notamment à la gestion de l'eau et de la température au sein de ce système. Afin de quantifier le comportement thermique et son effet sur le transport de l'eau, une pile à combustible a été instrumentée, permettant la mesure de la température aux électrodes, des flux de chaleur et d'eau. Les résultats montrent que de forts gradients de température (jusqu'à environ 30 K/mm) peuvent exister pour une pile fonctionnant dans des conditions standard. Il a été observé une nette influence du champ de température dans le cœur de pile sur le transport de l'eau qui se fait vers la partie la plus froide de la pile (généralement les canaux d'alimentation), l'eau traversant les couches de diffusion poreuses sous forme vapeur dans nos conditions expérimentales.

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Wirth, David. "Etude de la distillation membranaire sous vide pour le dessalement d'eau de mer : de l'analyse des mécanismes de transfert à l'optimisation énergétique du procédé." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0040.

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L'objectif de cette thèse est d'étudier la faisabilité du procédé de distillation membranaire sous vide (DMV) pour le dessalement d'eau de mer. Une première partie expose différents résultats expérimentaux obtenus avec des modules de distillation composés de fibres creuses méso-poreuses. Deux configurations, interne/externe et externe/interne, ont été étudiées afin d'évaluer l'influence de l'hydrodynamique sur le transfert de chaleur et de matière. L'influence de la polarisation de concentration et de température sur le flux de perméat a été caractérisée expérimentalement. En deuxième partie de l'étude, une modélisation des phénomènes de transfert a été développée et validée par des résultats expérimentaux. Les profils longitudinaux de température et de concentration ont été considérés. Deux installations industrielles ont été considérées et une analyse énergétique a permis de conclure sur les possibilités de la DMV pour le dessalement d'eau de mer en comparaison avec l'osmose inverse The aim of this thesis was to study the feasibility of vacuum membrane distillation process for seawater desalination. The first part shows different experimental results obtained with hollow fibre modules containing macro-porous membranes. Two module configurations, inside/out and outside/in, were investigated in order to determine the influence of hydrodynamics on heat and mass transfer. The influence of concentration and temperature polarisation on permeate flux was characterised. In a second part of the study, a modelling of transfer phenomena was developed and validated by experimental results. Longitudinal profiles of temperature and concentration were considered. Two plant design were considered and an analysis of energy consumption, for these plants, allow us to conclude on the potentiality of VMD for water desalination, in comparison with reverse osmosis

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Maquet, Jean. "Contribution à l'étude des mécanismes de surstabilité d'une surface libre chauffée par un laser ou un fil chaud." Rouen, 1987. http://www.theses.fr/1987ROUES047.

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Simulation numérique de l'écoulement laminaire bidimensionnel créé par un fil chaud placé sous une surface libre. Le code de calcul inclut les convections naturelle et de Marangoni, les transferts de chaleur à l’interface ainsi que la viscosité interfaciale. Analyse linéaire de stabilité dans le cas d'une couche liquide horizontale d'extension infinie, limitée par une paroi rigide et une surface libre. Modélisation

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Simo, tala Jules voguelin. "Analyse des structures tourbillonnaires et des mécanismes de transfert thermique dans les échangeurs de chaleur multi-rangs de tubes ailetés : Amélioration et optimisation des performances thermoaérauliques." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00718623.

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Dans cette thèse, nous analysons l'écoulement et les transferts thermiques convectifs dans des modèles géométriques d'échangeurs de chaleur multi-rangs de tubes à ailettes planes continues. Dans un premier temps, les phénomènes Aérauliques qui s'y développent sont mis en évidence par des mesures PIV et LDA. Une étude locale de la génération, du développement, de l'évolution spatiale etde la dissipation des enroulements tourbillonnaires produits dans l'échangeur est effectuée. Dans un second temps, des simulations numériques U-RANS sont réalisées et validées par comparaison de la structuration de l'écoulement et de la dynamique tourbillonnaire aux mesures expérimentales. Dansun troisième temps, l'influence de ces tourbillons sur le transfert thermique est mise en exergue. Les performances d'échange sont caractérisées selon une analyse de synergie entre le champ de vitesse, les gradients de vitesse et de température ainsi qu'en évaluant les irréversibilités thermoaérauliques produites dans l'écoulement. Dans un quatrième temps, une analyse de l'influence de la forme du tube sur les performances thermoaérauliques locales et globales de l'échangeur est effectuée selon le premier et le second principe de la Thermodynamique. Les transferts thermiques, les pertes visqueuses ainsique les taux de production d'entropie thermique et visqueuse dans le fluide sont évalués. Enfin une méthode d'optimisation géométrique globale basée sur l'analyse factorielle de TAGUCHI est utilisée pour sélectionner les paramètres les plus influents sur les performances thermoaérauliques globales dans l'optique d'une conception optimisée des surfaces d'échange pour une application à la climatisationferroviaire.

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Simo, Tala Jules Voguelin. "Analyse des structures tourbillonnaires et des mécanismes de transfert thermique dans les échangeurs de chaleur multi-rangs de tubes ailetés : Amélioration et optimisation des performances thermoaérauliques." Thesis, Valenciennes, 2012. http://www.theses.fr/2012VALE0015.

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Dans cette thèse, nous analysons l’écoulement et les transferts thermiques convectifs dans des modèles géométriques d’échangeurs de chaleur multi-rangs de tubes à ailettes planes continues. Dans un premier temps, les phénomènes Aérauliques qui s’y développent sont mis en évidence par des mesures PIV et LDA. Une étude locale de la génération, du développement, de l’évolution spatiale etde la dissipation des enroulements tourbillonnaires produits dans l’échangeur est effectuée. Dans un second temps, des simulations numériques U-RANS sont réalisées et validées par comparaison de la structuration de l’écoulement et de la dynamique tourbillonnaire aux mesures expérimentales. Dansun troisième temps, l’influence de ces tourbillons sur le transfert thermique est mise en exergue. Les performances d’échange sont caractérisées selon une analyse de synergie entre le champ de vitesse, les gradients de vitesse et de température ainsi qu’en évaluant les irréversibilités thermoaérauliques produites dans l’écoulement. Dans un quatrième temps, une analyse de l’influence de la forme du tube sur les performances thermoaérauliques locales et globales de l’échangeur est effectuée selon le premier et le second principe de la Thermodynamique. Les transferts thermiques, les pertes visqueuses ainsique les taux de production d’entropie thermique et visqueuse dans le fluide sont évalués. Enfin une méthode d’optimisation géométrique globale basée sur l’analyse factorielle de TAGUCHI est utilisée pour sélectionner les paramètres les plus influents sur les performances thermoaérauliques globales dans l’optique d’une conception optimisée des surfaces d’échange pour une application à la climatisationferroviaire In this thesis, we analyze the flow and convective heat transfer in multi-row plain fin and tube heat exchangers. The aeraulic phenomena that occur in these devices are first highlighted by means of PIV and LDA measurements. A local study of horseshoe vortices production, development, spatial evolution and dissipation is therefore performed. Secondly, Unsteady RANS modeling of the flow is carried out by means of numerical simulations and the results are validated by comparing theflow structure and the vortex dynamics with experimental data. In a third step, the influence of these vortices on heat transfer is highlighted. The thermalhydraulic performances are characterized on the basis of an analysis of synergy between the velocity field, velocity gradients and temperature gradients.The thermal and viscous entropy rate generated in the flow are locally characterized. In a fourth step, an analysis of the influence of the tube pattern on thermalhydraulic performances is performed by considering the first and the second law of thermodynamics. The convective heat transfer and wallviscous friction losses are evaluated as well as thermal and viscous entropy production rates. Finally an overall geometrical optimization process based on the factorial analysis of TAGUCHI is used to select the major parameters that affect the thermalhydraulic performances aiming to optimize the design ofmultirow plain fin-and-tube heat exchangers for HVAC applications in rail transport

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Cornet, Jean-Michel. "Approche modale des transferts aérauliques dans le bâtiment : mécanismes d’instabilité, bifurcations et dynamique non-linéaire." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0117.

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Le confort thermiqe repose sur un ensemble de paramètres fondamentaux comme les champs de vitesse et de température. Les transitions entre les différents régimes d'écoulement sont assez mal connues. Nous nous proposons de mettre en place une méthodologie adaptée à la recherche des premières bifurcations des écoulements de convection par une analyse de stabilité linéaire de la solution de base, suivie d'une approche non-linéaire permettant de fixer les relations amplitude-fréquence de la perturbation. La combinaison des différentes méthodes numériques pour simuler d'une part la solution de base, d'autre part la perturbation, est testée sur l'écoulement de convection naturelle entre deux plans infinis, dit de double couche. Une extension de cette association de méthodes est appliquée au problème test de convection naturelle en cavité différentiellement chauffée, et présente des résultats en assez bon accord avec les données expérimentales et numériques disponibles [Thermal comfort relies on a set of fundamental parameters such as the velocity and temperature fields, However the remains a lack of knowledge regarding g the transition between the air flow regimes, we intend to establish a methodology suited to the search of bifurcation of convective flows using a linear stability analysis, followed by a non-linear approach allowing us to definite a relation between amplitude an d frequency of the perturbation, Th e combination of the various numerical methods to compute on one band the basic solution and on the other hand the perturbation, is validated using the case study of double convective boundary layer flow. A generalisation of this set of numerical procedures is applied to the search of the bifurcation in e thermally-driven cavity. This method shows a good agreement with available experimental and numerical data. ]

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Léal, Laetitia. "Étude des mécanismes de nucléation par action simultanée de l'ébullition et de la cavitation." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1928/.

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L'ébullition est un moyen mis en oeuvre dans les techniques d'intensification des transferts en raison du fort coefficient de transfert de chaleur qui la caractérise. Toutefois, le déclenchement de l'ébullition nécessite d'atteindre de fortes températures de paroi. Une technique de contrôle du déclenchement de la nucléation est donc proposée, consistant en la déformation dynamique d'une paroi de confinement engendrant des oscillations de la pression du liquide. Cette technique met ainsi en oeuvre la nucléation simultanément par des mécanismes de cavitation et d'ébullition. Le dispositif expérimental développé montre l'efficacité de cette technique puisque la température nécessaire au déclenchement est fortement diminuée. Par ailleurs, les mécanismes physiques mis en jeu dans cette configuration diffèrent de ceux prédits par les théories de la nucléation existantes : l'existence d'effets dynamiques ayant un rôle majeur sur les conditions de la nucléation est ainsi mise en en évidence. Une étude théorique a permis de déterminer la physique régissant l'évolution d'un embryon de vapeur piégé dans une cavité de la paroi lorsque cet embryon est soumis à un flux de chaleur et lorsque la pression du liquide oscille au cours du temps. De plus, les effets de la dynamique et de l'hystérésis de l'angle de contact sur les conditions de déclenchement de la nucléation ont été abordés d'un point de vue théorique. Il semble que de tels phénomènes peuvent être des mécanismes dominants dans la configuration étudiée. Parallèlement à cette étude, un démonstrateur d'échangeur de chaleur compact intégrant la fonction de pompage du fluide a été réalisé Boiling is used in heat transfer enhancement techniques due to the high heat transfer coefficient which can be reached. However, the onset of boiling requires high wall temperatures. A technique to control the onset of nucleation is proposed. It consists in the dynamic deformation of a confinement wall which induces oscillations of the liquid pressure over time. This technique provides nucleation by simultaneous cavitation and boiling. The experimental device developed shows the efficiency of this technique: the temperature required for boiling incipience is greatly decreased. In addition, the physical mechanisms involved in this configuration differ from those predicted by existing theories of nucleation: some dynamic effects have a major effect on the conditions of nucleation. A theoretical study identified the physics governing the evolution of an embryo trapped in a cavity where it is subjected to a heat flux and where the liquid pressure oscillates. Furthermore, the effects of the dynamics and the hysteresis of the contact angle on nucleation incipience conditions have been approached from a theoretical point of view. It seems that these phenomena can be dominant mechanisms of nucleation by the simultaneous action of boiling and cavitation. Parallel to this study, a prototype of a compact heat exchanger incorporating the pumping function of the fluid has been designed

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Reiss, Corentin. "Modélisation des écoulements bouillants en réacteur nucléaire par CFD : application à la prédiction du flux critique." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP080.

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Sous des conditions incidentelles dans les réacteurs à eau pressurisée, l'eau utilisée pour refroidir le combustible nucléaire peut entrer en ébullition. Pour garantir la sureté des réacteurs, il est indispensable de prédire la dynamique de ces écoulements multiphasiques. Les méthodes actuellement utilisées dans l'industrie s’intéressent aux caractéristiques à grande échelle des écoulements et nécessitent des expériences spécifiques pour chaque géométrie et configuration. L’objectif de cette thèse est de construire un outil numérique et un ensemble de modèles physiques pour prédire les caractéristiques des écoulements en ébullition dans des conditions de réacteur nucléaire à une échelle locale, dans le cadre des outils de CFD (computational fluid dynamics). Cela nous permettra à l’avenir de simuler des configurations pour lesquelles aucune expérience n'est disponible. Nous avons développé un module multiphasique dans le code TrioCFD du CEA. Il utilise un modèle RANS (Reynolds averaged Navier-Stokes) bi-fluide avec une équation de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie pour un nombre de fluides quelconques, ou un modèle de dérive. Deux schémas numériques peuvent être utilisés pour résoudre ces équations : un qui permet des calculs rapides sur maillages cartésiens et axisymétriques et un permet des simulations sur maillages polyédriques quelconques. Des fermetures standards de forces de trainée, portance, dispersion turbulente et répulsion en paroi sont intégrées. L’outil de calcul est ensuite validé sur des écoulements à bulles eau-air à pression atmosphérique. Pour modéliser des écoulements bouillants, un terme de condensation et une partition de flux pariétale sont implémentés. La base de données DEBORA, un tube empli de réfrigérant dans des conditions de similitude vis-à-vis des réacteurs nucléaires, est utilisée comme référence. Le diamètre expérimental est imposé dans le code pour simuler les expériences, ce qui nous permet de lancer des simulations sans les incertitudes liées à l’utilisation d’équations de transport d’aire interfaciale. Les taux de vide prédits par le code sont loin des résultats expérimentaux, et sont trop grands dans la zone en proche paroi. Ceci nous a poussé à regarder de près l’OSV (onset of significant void) dans les codes de CFD. Nous avons construit une base de données sur ce phénomène. En utilisant la structure de la température du liquide dans les écoulements bouillants, nous montrons que l’OSV en écoulement stationnaire développé a lieu lorsque la couche limite turbulente atteint la température de saturation. Ce critère est utilisé pour construire une partition de flux pariétale. Nous avons ensuite cherché à améliorer les fermetures dans le cœur de l’écoulement en réacteur nucléaire, soit dans des conditions de haute pression, flux thermique, débit massique et taux de vide. Nous montrons que dans cette situation les bulles de vapeur sont toujours déformées, i‧e. non sphériques. Ceci nous permet de construire des fermetures de portance et de condensation, que nous combinons avec des formulations de trainée et de dispersion turbulente de la littérature. Ce jeu de fermetures est indépendant du diamètre de bulle. Les comparaisons avec l’expérience DEBORA donnent des bons résultats. Pour étendre la validation, nous avons construit une base de données haute pression (>40bar) en eau ou en similitude basée sur des expériences de la littérature qui incluent des sections annulaires, circulaires et rectangulaires. Les résultats obtenus sur les 114 conditions d’essai et 7 campagnes expérimentales sont satisfaisants. Pour finir, nous avons simulé des expériences de flux critique pour obtenir les conditions en proche paroi lors de la crise d’ébullition. L’analyse de ces résultats nous permet de construire un critère simple de flux critique en écoulement stationnaire où le liquide est sous-refroidi en proche paroi Under incidental conditions in pressurized water reactors, the water used to cool the nuclear fuel can start to boil. It is essential to predict the dynamics of such multi-phase flows to guarantee reactor safety. The methods currently used in the industry today are focused on the large-scale characteristics of the flows and require specific experiments for every geometry and flow configuration. The aim of the present work is to build a numerical tool and a set of physical models to predict the characteristics of boiling flows in nuclear reactor conditions at a local scale, in a framework called computational fluid dynamics (CFD). In the future, this will enable us to simulate configurations where no experiment is available. We develop a multiphase module in CEA's TrioCFD open-source CFD code. A Reynolds averaged Navier-Stokes two-fluid framework that can solve a mass, momentum and energy equation for an arbitrary number of phases is implemented in two different numerical schemes: one that enables good performance on Cartesian and axisymmetric grids and one that can handle arbitrary polynomial meshes. For multiphase flows, standard drag, lift, turbulent dispersion and wall repulsion forces are coded. The software is validated on standard atmospheric-pressure adiabatic databases where the simulations agree with experimental data. A condensation term and a heat flux partition are added to this set of closures to simulate boiling flows. We first use the DEBORA database, a Freon-filled tube, to evaluate the performance of our set of closures. The experimental bubble diameter is enforced in the code along the whole length of the test section, enabling simulations without the uncertainty of interfacial area transport equations. The predicted void fraction profiles are far from the experimental results, often too high in the near-wall region. This prompts us to investigate the onset of significant void (OSV) in CFD codes. Using experimental data from a dozen different sources, we construct an OSV database. Combining this database with experimental liquid temperature measurements in boiling flows, we show that the OSV in a stationary developed flow occurs when the turbulent boundary layer reaches saturation temperature. This criterion is used to develop a simple heat flux partition that improves results on the DEBORA database compared with the closures from the literature. We then work on improving the bulk closure terms adapted to high-pressure, heat flux, mass flux and void fraction conditions of nuclear reactors. We show that in this situation, bubbles are deformable, i‧e. non-spherical. We use this to construct our own lift coefficient and condensation term, and combine them with references from the literature for drag and turbulent dispersion. Innovatively, no interfacial area equation or population balance is required. This set of closures provides good agreement with the DEBORA experiment. To extend the validation, we built a database that includes recent and ancient high-pressure (>40bar) local void fraction measures in pipes, annulus and channels. The results obtained in 114 test conditions are close to experimental data. We then simulate critical heat flux (CHF) experiments to obtain physical quantities in the near-wall region at the boiling crisis. By analyzing these results, we build an empirical CHF criterion for stationary flows where the liquid remains subcooled in the near-wall region. It predicts the CHF with ~10% precision

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Rivière, Lisa. "Analyse des mécanismes de conduction thermique dans les composites structuraux PEEK/particules submicroniques d'argent." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30200/document.

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Ce travail s'inscrit dans la problématique de l'optimisation des transferts thermiques et électriques dans les composites à matrice polymère. Il a été démontré que l'introduction de particules conductrices dans une matrice isolante permet d'en augmenter la conductivité thermique. À l'échelle macroscopique, les mécanismes résistifs sont influencés par un jeu complexe de paramètres : nature des constituants, morphologie de la phase dispersée et interactions entre matrice et particules. L'influence de ces différents paramètres sur les propriétés thermiques de composites PEEK/particules d'argent submicroniques a été analysée. Les données expérimentales ont été comparées à des modèles afin d'interpréter l'origine structurale de l'évolution de la conductivité thermique observée. L'approche complète des mécanismes de conduction thermique implique l'analyse des composantes capacitive et diffusive. La capacité calorifique, la diffusivité thermique et la conductivité thermique sont liées aux échelles microscopiques et macroscopiques. Ces propriétés ont été étudiées en fonction du taux de particules et de la température This work deals with the optimization of thermal transport mechanisms in polymer-based composites. It has been demonstrated that the introduction of conductive particles in a polymer matrix contributes to thermal conductivity enhancement. At macroscopic scale, resistive mechanisms are ruled by a complex set of parameters: constituents' nature, dispersed phase morphology and matrix/particles interactions. The influence of these parameters on PEEK/silver submicron particles composites has been studied. Experimental data have been compared to models to analyse the structural origin of thermal conductivity evolution. A global approach to study heat transport mechanisms imply the multiscale understanding of capacitive and diffusive contributions. Heat capacity, thermal diffusivity and thermal conductivity have been studied as a function of particles content and temperature

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Chapuis, Sylvie. "Mécanismes d'intéraction entre un jet gazeux chargé de particules et une surface solide, en vue de dépôt de couches minces sur verre chaud." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL061N.

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Le procédé étudié consiste à projeter au moyen d'un jet gazeux des particules d'organométalliques sur du verre chaud (à environ six cents degrés Celsius), pour le revêtir de couches minces d'oxydes, destinées à améliorer ses propriétés de surface. La connaissance de l'influence des différents paramètres sur le rendement de ce procédé devrait conduire aux conditions opératoires optimales. Ainsi, de premiers essais à température ambiante ont été réalisés avec une buse circulaire et des billes de verre (de tailles comprises entre dix et cent microns), afin de connaitre l'hydrodynamique des particules. Effectués en mode discontinu, (introduction impulsionnelle de poudre, cible fixe), ils ont montré que les grains s'arrêtent majoritairement dans une couronne centrée sur le point d'arrêt du jet (0). Ses dimensions augmentent avec le débit gazeux et la granulométrie de la poudre. En outre, une analyse précise des dépôts par traitement d'images a révélé l'existence d'une répartition granulométrique des particules déposées (leur distance au point 0 augmente avec leur taille). Une visualisation photographique des grains en cours de déplacement a permis d'observer leurs rebonds sur la plaque. Enfin, un modèle mathématique élaboré pour simuler les trajectoires des particules, rend bien compte des faits expérimentaux précitées. Une deuxième étude a été réalisée avec particules inertes voire fusibles sur plaque chaude, pour comprendre les transferts de chaleur entre grains, gaz et paroi. La modélisation théorique correspondante a supposé que les particules en déplacement ne peuvent s'échauffer que par convection ou rayonnement. Il résulte que, sous certaines conditions, la température des grains augmente avant leur arrêt hydrodynamique. Enfin, quelques essais ont été effectués avec les réactifs industriels. La suite de cette étude nécessite une connaissance précise des réactions chimiques mises en jeu

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Mansour, Mounir. "Etude expérimentale et modélisation de l'oxydation sèche d'une poudre de nanoparticules de cuivre." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846994.

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Une étude de l'oxydation d'une poudre de nanoparticules de cuivre a été menée à 120 - 145°C sous des pressions partielles d'oxygène allant de 1 à 40 kPa. La réaction a été suivie par thermogravimétrie afin d'obtenir les données cinétiques. Des caractérisations chimiques, texturales et morphologiques de la poudre ont été réalisées à différents moments de la transformation. La cuprite (Cu2O) (produit unique) de la réaction croît d'une manière anisotrope et par développement externe autour de la particule initiale qui devient creuse. Une diminution de la surface spécifique et de la porosité de la poudre au cours de la transformation a été mise en évidence.Des tests cinétiques ont montré l'existence d'une étape limitante de croissance jusqu'à un taux de conversion de 0,7 à 140°C. Il a également été montré que pour P(O2) ≤ 4 kPa, les processus de germination et de croissance de l'oxyde interviennent simultanément pendant la réaction et que l'adsorption de l'oxygène est l'étape limitante. Pour P(O2) ≥ 20 kPa, la germination se fait instantanément au début de la transformation dont la vitesse est contrôlée par le processus de croissance, la diffusion du cuivre étant alors l'étape limitante. Deux modèles ont été construits et testés avec succès pour décrire la cinétique dans les deux gammes de P(O2) jusqu'à un taux de conversion donné. Pour expliquer le ralentissement observé au-delà de ce taux de conversion et pour P(O2) ≤ 4 kPa, le modèle a été couplé aux phénomènes de transfert de chaleur et de matière au sein des agglomérats. Ce couplage permet d'évaluer l'hypothèse d'un ralentissement de la réaction par la diffusion des molécules d'oxygène dans les pores de l'agglomérat.

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Kannengieser, Olivier. "Étude de l'ébullition sur plaque plane en microgravité, application aux réservoirs cryogéniques des fusées Ariane V." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT068H/document.

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Ce rapport de thèse porte sur une étude expérimentale et théorique de l'ébullition en microgravité. Les expériences furent réalisées en condition de gravité terrestre, en vol parabolique et en fusée-sonde. Les expériences en vol parabolique ont montré l'influence de divers paramètres sur le transfert thermique et ont mis en évidence les mécanismes contrôlant le transfert thermique. De l'écriture des équations gouvernant ces mécanismes et de l'identification des échelles caractéristiques, une corrélation permettant d'estimer le transfert de chaleur lors de l'ébullition en microgravité pour une large gamme de fluide est bâtie. L'expérience en fusée-sonde a permis d'étudier l'influence des gaz incondensables et notamment de la convection Marangoni sur le comportement de l'ébullition et sur le transfert thermique Between the different propulsion phases, the Ariane V rocket passes through microgravity periods and solar radiation can induce boiling in its cryogenics tanks. Experiments were performed during 6 parabolic flights and in a sounding rocket to study pool boiling in microgravity. In the parabolic flight experiments, the influence of pressure, subcooling and surface roughness was studied. It is showed that subcooling has a weak effect on microgravity boiling heat transfer, and that roughness is an important factor also in microgravity. Detailed results on the behavior of bubbles and on the superheated liquid layer show that the heat transfer mechanisms can be divided in two groups : the primary mechanisms which directly take energy from the wall and the secondary mechanisms which transport the energy stored in the fluid by the primary mechanisms, from the vicinity of the wall to the bulk liquid. The secondary mechanisms appear not to limit primary mechanism heat transfer which explains the weak influence of gravity on heat transfer. From the study of equations governing primary mechanisms and the definition of new scales, a correlation is built to predict heat transfer in microgravity for a wide variety of fluids. In the sounding rocket experiment, the influence of non-condensable gases was studied. The existence of two regimes of boiling heat transfer with non-condensable gas is established. The temperature in the primary bubble is directly measured and the influences of both Marangoni convection and non-condensable gas on both heat transfer and bubble growth are also considered

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Yoshida, Yukihiro. "Effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère : Mécanismes responsables de la variation de température et bilan énergétique sous déformation." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI070.

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Les effets électrocaloriques, qui se traduisent par une variation de température induite par une variation d’entropie ont été étudiés comme alternative aux systèmes de réfrigération utilisant un cycle de compression/détente. Le travail de thèse se focalise sur l’étude de l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel et le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE). En premier lieu, l’effet élastocalorique dans le caoutchouc naturel qui compte parmi les meilleurs candidats, a été évalué pour des cycles de déformation réalisés avec différentes valeurs d’allongement. Une variation de température de 4 °C a pu être observée. Il est usuel d’utiliser la relation déformation/contrainte en fonction de la variation de température pour évaluer l’effet élastocalorique. Il a été démontré que cette méthode ne peut pas être utilisée dans le cas du caoutchouc naturel et qu’elle doit être remplacée par la mesure de la variation de l’énergie mécanique en fonction de la température. Et dans ce cas, une variation linéaire entre ces deux dernières grandeurs a été observée. En réalisant un bilan d’énergie pendant l’essai, non seulement, le rendement énergétique a pu être évalué mais il a été aussi possible de prendre en compte l’effet Mullins et la cristallisation induite par la déformation pour le caoutchouc naturel. Dans un second temps, l’effet élastocalorique a été étudié sur le terpolymère (P(VDF-TrFE-CTFE), ce qui a permis de montrer qu’il était possible d’obtenir une variation de température de 2.1 °C sous réserver de pré-déformer le terpolymère à plus de 1050 % avant. Par comparaison avec d’autres matériaux présentant une bonne conversion élastocalorique, le fort potentiel de ce matériau a pu être mis en évidence. Enfin, il a été mis en évidence que la plus grande partie de l’énergie mécanique était bien convertie en énergie thermique Caloric effects (CEs), which are the phenomena that temperature variation is caused by entropy change, have been investigated for the novel system which might be able to replace conventional vapor compression refrigeration system. In the present thesis, the elastocaloric effect (ElCE) of natural rubber (NR) and terpolymer, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene-chlorotrifluoroethylene) (P(VDF-TrFE-CTFE)), was focused. First of all, NR, which is an excellent candidate material for ElCE, was evaluated in cyclic deformation with different strain levels. It was found that NR exhibits temperature variation of around 4.0 °C. In general, the relation between stress/strain versus temperature variation is used to evaluate ElCE. The unsuitability of such evaluation method for NR was demonstrated. The evaluation method for ElCE which uses energy balance was then proposed. A linear relation between the temperature variation caused by ElCE and the applied mechanical energy by deformation was experimentally found. This fact verifies the suitability of the proposed method. Using the energy balance, besides, not only the conversion efficiency but also the influences of the Mullins effect and the strain-induced crystallization on the ElCE of NR were discussed. ElCE of P(VDF-TrFE-CTFE) was also evaluated in order to find out the potential of polymer. It was found that present terpolymer which is not one of the elastomers can also exhibit a large temperature variation, 2.1 °C, caused by ElCE if a large pre-stretch such as more than 1050 % is applied in advance. By comparison with other materials for ElCE, it was demonstrated that P(VDF-TrFE-CTFE) can be a high potential material for ElCE. It was also shown that P(VDF-TrFE-CTFE) converts most of the applied mechanical energy into the heat energy

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Mansour, Mounir. "Etude expérimentale et modélisation de l’oxydation sèche d’une poudre de nanoparticules de cuivre." Thesis, Saint-Etienne, EMSE, 2013. http://www.theses.fr/2013EMSE0697/document.

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Une étude de l’oxydation d’une poudre de nanoparticules de cuivre a été menée à 120 - 145°C sous des pressions partielles d’oxygène allant de 1 à 40 kPa. La réaction a été suivie par thermogravimétrie afin d’obtenir les données cinétiques. Des caractérisations chimiques, texturales et morphologiques de la poudre ont été réalisées à différents moments de la transformation. La cuprite (Cu2O) (produit unique) de la réaction croît d’une manière anisotrope et par développement externe autour de la particule initiale qui devient creuse. Une diminution de la surface spécifique et de la porosité de la poudre au cours de la transformation a été mise en évidence.Des tests cinétiques ont montré l’existence d’une étape limitante de croissance jusqu’à un taux de conversion de 0,7 à 140°C. Il a également été montré que pour P(O2) ≤ 4 kPa, les processus de germination et de croissance de l’oxyde interviennent simultanément pendant la réaction et que l’adsorption de l’oxygène est l’étape limitante. Pour P(O2) ≥ 20 kPa, la germination se fait instantanément au début de la transformation dont la vitesse est contrôlée par le processus de croissance, la diffusion du cuivre étant alors l’étape limitante. Deux modèles ont été construits et testés avec succès pour décrire la cinétique dans les deux gammes de P(O2) jusqu’à un taux de conversion donné. Pour expliquer le ralentissement observé au-delà de ce taux de conversion et pour P(O2) ≤ 4 kPa, le modèle a été couplé aux phénomènes de transfert de chaleur et de matière au sein des agglomérats. Ce couplage permet d’évaluer l’hypothèse d’un ralentissement de la réaction par la diffusion des molécules d’oxygène dans les pores de l’agglomérat The oxidation of copper nanoparticles at 120 – 145°C was investigated using TGA, DSC, XRD, SEM, TEM and nitrogen adsorption techniques (BET, BJH,..). Isothermal and isobaric studies of the oxidation reaction were carried out under various oxygen partial pressures 1 kPa – 40 kPa. The cuprous oxide (Cu2O) (the unique product of the reaction) grows in an anisotropic manner by outward diffusion of the copper. A considerable decrease of the specific surface area and the porosity of the powder during the transformation was highlighted.It was found that working under P(O2) ≤ 4 kPa leads to reaction where nucleation of Cu2O is in competition with its growth. The study of the dependency of the growth rate on the oxygen partial pressure has shown the adsorption of oxygen to be the rate-determining step. However, when the reaction is conducted under P(O2) ≥ 20 kPa, the nucleation occurs instantaneously in the early beginning of the reaction which will be governed by the growth process. Under these latter conditions of oxygen partial pressure the diffusion of copper ionized vacancies becomes the rate determining step. Hence, two kinetic models have been established to interpret the experimental curves in the two different oxygen partial pressure ranges. The expression of the extent of conversion was successfully confronted to the kinetic data up to an extent of conversion corresponding to the slowdown of the reaction. The kinetic model for P(O2) ≤ 4 kPa was coupled with mass and heat transfer within the porous agglomerate to verify if the diffusion of oxygen molecules in pores is in the origin of the reaction slowdown, this latter hypothesis was found not satisfactory

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Canini, Frédéric. "Mécanismes centraux du coup de chaleur." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO1T149.

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Lin, Thibault. "Mécanismes du transfert intercellulaire des homéoprotéines." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066346/document.

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Les homéoprotéines constituent une famille de facteurs de transcription dont le point commun est la présence en leur sein d’un domaine de liaison à l’ADN particulier, l’homéodomaine. Des travaux menés au laboratoire ont permis de mettre en avant la capacité de nombreux membres de cette famille protéique à pouvoir transférer entre cellules, ouvrant la voie à un nouveau mode d’action de ces protéines, en plus de leur action sur la transcription. L’homéodomaine joue un rôle central dans ce transfert intercellulaire car il contient des séquences requises pour les deux étapes principales d’un tel transfert intercellulaire, sécrétion et internalisation. D’un point de vue mécaniste, ces deux étapes successives du transfert intercellulaire des homéoprotéines font appel à des mécanismes désignés comme non-conventionnels car propres à ce processus. Suite à de précédentes études menées dans le laboratoire mettant en évidence un rôle crucial de la localisation subcellulaire de l’homéoprotéine ENGRAILED-2 (EN-2) dans sa sécrétion, nous avons pu mettre en avant l’existence d’une interaction directe entre EN-2 et certains lipides appartenant à la classe des phosphoinositides [notamment les PI(4,5)P2]. Nous avons ensuite montré que cette interaction est à l’origine de l’association d’une fraction de EN-2 intracellulaire avec les compartiments membranaires. Ces travaux ont également permis de mieux comprendre le rôle de certains protéoglycanes dans l’accumulation de EN-2 à la surface des cellules suite à sa sécrétion et au cours de son internalisation. Enfin nous avons pu mettre en évidence l’implication du domaine d’interaction de EN-2 avec PBX dans le transfert intercellulaire de EN-2 Homeoproteins belong to a family of transcription factors which all share a common DNA binding domain, the homeodomain. Beside their action as transcription factors, homeoproteins are also able to be transferred between cells by unconventional means. The two consecutive steps of this intercellular transfer (secretion then internalisation) require sequences located in the homeodomain. Thanks to studies previously lead by our laboratory, we know that subcellular localisation of ENGRAILED-2 (EN-2) homeoprotein is a crucial step in its subsequent secretion. On this basis, we showed that EN-2 interacts directly with a certain subtype of phospholipids, phosphoinositides [e.g. PI(4,5)P2]. Then, we demonstrated than these lipids are involved in the association of EN-2 protein with membraneous compartments within the cell. PI(4,5)P2 located in the inner leaflet of the plasma membrane are also involved in the direct translocation of EN-2 across plasma membrane. This work is also focused on the role of proteoglycans, and more precisely syndecans, in EN-2 cell surface accumulation after both secretion and internalisation. At last, we also established the implication of EN-2 interaction domain with PBX in EN-2 intercellular transfer

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Lin, Thibault. "Mécanismes du transfert intercellulaire des homéoprotéines." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066346.

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Les homéoprotéines constituent une famille de facteurs de transcription dont le point commun est la présence en leur sein d’un domaine de liaison à l’ADN particulier, l’homéodomaine. Des travaux menés au laboratoire ont permis de mettre en avant la capacité de nombreux membres de cette famille protéique à pouvoir transférer entre cellules, ouvrant la voie à un nouveau mode d’action de ces protéines, en plus de leur action sur la transcription. L’homéodomaine joue un rôle central dans ce transfert intercellulaire car il contient des séquences requises pour les deux étapes principales d’un tel transfert intercellulaire, sécrétion et internalisation. D’un point de vue mécaniste, ces deux étapes successives du transfert intercellulaire des homéoprotéines font appel à des mécanismes désignés comme non-conventionnels car propres à ce processus. Suite à de précédentes études menées dans le laboratoire mettant en évidence un rôle crucial de la localisation subcellulaire de l’homéoprotéine ENGRAILED-2 (EN-2) dans sa sécrétion, nous avons pu mettre en avant l’existence d’une interaction directe entre EN-2 et certains lipides appartenant à la classe des phosphoinositides [notamment les PI(4,5)P2]. Nous avons ensuite montré que cette interaction est à l’origine de l’association d’une fraction de EN-2 intracellulaire avec les compartiments membranaires. Ces travaux ont également permis de mieux comprendre le rôle de certains protéoglycanes dans l’accumulation de EN-2 à la surface des cellules suite à sa sécrétion et au cours de son internalisation. Enfin nous avons pu mettre en évidence l’implication du domaine d’interaction de EN-2 avec PBX dans le transfert intercellulaire de EN-2 Homeoproteins belong to a family of transcription factors which all share a common DNA binding domain, the homeodomain. Beside their action as transcription factors, homeoproteins are also able to be transferred between cells by unconventional means. The two consecutive steps of this intercellular transfer (secretion then internalisation) require sequences located in the homeodomain. Thanks to studies previously lead by our laboratory, we know that subcellular localisation of ENGRAILED-2 (EN-2) homeoprotein is a crucial step in its subsequent secretion. On this basis, we showed that EN-2 interacts directly with a certain subtype of phospholipids, phosphoinositides [e.g. PI(4,5)P2]. Then, we demonstrated than these lipids are involved in the association of EN-2 protein with membraneous compartments within the cell. PI(4,5)P2 located in the inner leaflet of the plasma membrane are also involved in the direct translocation of EN-2 across plasma membrane. This work is also focused on the role of proteoglycans, and more precisely syndecans, in EN-2 cell surface accumulation after both secretion and internalisation. At last, we also established the implication of EN-2 interaction domain with PBX in EN-2 intercellular transfer

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Draoui, Abdeslam. "Etudes numériques des transferts de chaleur couples rayonnement-conduction et rayonnement-convection dans un milieu semi-transparent bidimensionnel." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0012.

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Les travaux que nous présentons s'articulent autour d'approches numériques des transferts de chaleur couplés rayonnement-conduction et rayonnement-convection au sein de milieux semi-transparents (M. S. T) de géométrie bidimensionnelle. La première partie est réservée au rappel des équations du transfert radiatif et à la présentation de trois méthodes numériques (Pl, P3, ZONES de HOTTEL) permettant de résoudre ce problème dans un milieu bidimensionnel. Après avoir comparé ces trois méthodes dans le cas où le rayonnement est le seul mode de transfert, nous consacrons le deuxième chapitre à l'étude du couplage rayonnement-conduction. Nous introduisons alors une quatrième méthode adaptée à la résolution de ce problème. Les comparaisons menées sur ces diverses méthodes nous permettent de mettre en évidence l'intérêt des méthodes aux harmoniques sphériques. Dans la troisième partie, la méthode Pl est retenue pour sa simplicité de mise en œuvre, et nous permet d'aborder le couplage du transfert radiatif avec les équations de la convection laminaire dans une cavité bidimensionnelle thermiquement entraînée. Les résultats obtenus montrent une influence significative de la participation radiative du fluide sur les champs thermiques et dynamiques rencontrés dans ce type de problèmes The works we present here are a numerical approach of heat transfer coupling radiation-conduction and radiation-convection within semi-transparent two-dimensional medium ; The first part deals with a view of equation of radiative transfer and introduces three numerical methods (P1, P2, Hottel's zone) which enable one to solve this problem in a two dimensional environment. After comparing the three methods in the case where radiation is the only mode of transfer, we introduce in the second chapter a study of the coupling of radiation with conduction. So, a fourth method is used to solve the problem. These comparisons lead us to various methods which enable us to show the interest of the spherical harmonics approximations. In the third part, the P1 approximations is kept because it is simple to use, moreover it enables us to introduce both the coupling of radiative transfers with laminar convective equations in a thermally driven two-dimensional cavity. The results show a significant influence of the radiative participation of the fluid on heat and dynamic transfer we met in this type of problem

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Hamza, Anis. "Amélioration du transfert de chaleur à l’interface solide/fluide des échangeurs de Soleil." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS026/document.

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Le but de cette thèse est de développer des moyens expérimentaux et une méthodologie de résolution du problème de transfert de chaleur lors du refroidissement des absorbeurs de lumière et des optiques utilisés pour le conditionnement du faisceau sur le Synchrotron de SOLEIL. Des prototypes d’absorbeur de chaleur, munis de dissipateurs à mini-canaux et mini-picots trapézoïdaux, ont été fabriqués et testés expérimentalement sur un banc d’essais conçu pour permettre des mesures dans l’air et sous vide. Des corrélations ont été proposées. Des mesures de résistance thermique de contact ont été également conduites pour les dissipateurs dédiés au refroidissement des optiques sur leur face arrière. Ces résistances ont été minimisées par l’application d’un dépôt de couche mince en argent.Une technique de résolution du problème de transfert par méthode inverse, à partir de l’association de plusieurs tests avec excitation localisée, a été développée. Cette technique a permis de réduire considérablement le nombre de calculs numériques, mais elle devrait être améliorée pour réduire l’impact des erreurs de mesure sur les résultats The purpose of this Ph. D. thesis is to develop a methodology and an experimental set-up for the study of the heat transfer problem in the cooling of the light beam absorber used in Synchrotron SOLEIL. Three different prototypes of the heat sink with mini-channels and diamond shaped pin fins were manufactured and tested experimentally. The test facility allows the measurements in both atmospheric conditions and under low pressure in a vacuum chamber.Measurement of the thermal contact resistance were also conducted for the heat sinks. This is an important issue in the cooling of the optics on their back side. These resistances have been minimized by the application of a silver thin layer coating.We have proposed here also a basis of a new technique for the resolution of the inverse problem by a combination of several tests with localized heat excitation. This technique has greatly reduced the number of numerical calculations in the adjoint problem and achieved a rapid convergence to the solution. It should be improved for minimizing the effects of the measurement errors on the heat transfer coefficient curve

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Abbassi, Mohamed Ammar. "Modélisation des transferts de chaleur par convention-rayonnement dans un four d'incinération des fumées de carbonisation du bois." Perpignan, 2009. http://www.theses.fr/2009PERP0938.

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Ce travail concerne une étude essentiellement théorique des transferts de chaleur et de masse par convection mixte couplés aux transferts radiatif et la cinétique chimique et dans l' incinérateur de fumées d'une unité pilote de carbonisation de bois avec récupération et incinération des fumées de pyrolyse. Un modèle thermochimique a été élaborée pour prédire les températures, les débits molaires (notamment le débit molaire responsable de l'emballement de la réaction d'incinération des fumées) et les concentrations en chaque zone de l'unité pilote. Les transferts radiatifs dans les fumées composées d'une phase gazeuse et de suies sont modélisés en appliquant le modèle de la somme pondérée des gaz gris. Nous avons appliqué la méthode des volumes finies et la procédure « blocked-off-region » pour modéliser les transferts radiatifs dans les fumées assimilées à un milieu semi-transparent. Les équations qui régissent les transferts par convection mixte couplés aux transferts radiatif et à la cinétique chimique sont résolues par la méthode des volumes finis, les algorithmes TDMA et SIMPLE. Nous avons analysé l'influence sur les transferts de l'’ombre causé par les chicanes, de l'épaisseur optique des fumées, du nombre de Boltzmann, du nombre de couplage conduction-rayonnement, des nombres de Reynolds et de Richardson. Ainsi, nous déterminé le meilleur emplacement des chicanes et montré notamment que l’augmentation de la fraction volumique des suies provoque une augmentation du flux radiatif et la présence de suies dans les fumées à une température différente de celle des fumées provoque un déséquilibre thermique radiatif. Le rapport entre les pressions partielles de H2O et CO2 n’influence pas le flux de chaleur au niveau des parois l'incinérateur. La quantité de chaleur engendrée par l'incinération des composants des fumées provoque une intensification et une homogénéisation des transferts d'autant plus importante que le mode de transfert prédominant est la convection forcée. Les résultats du modèle thermochimique sont en bon accord qualitatif et quantitatif avec nos résultats expérimentaux This work deals with a theoretical study of heat and mass transfer by combined mixed convection, radiation and chemical kinetics in an incinerator of wood carbonization with recovery and incineration of the pyrolysis fumes. A thermochemical model was elaborated to predict the temperatures, molar flows (in particular molar flow responsible for the racing of the incineration reaction) and the concentrations in each zone of the pilot plant. The radiative transfers in the gas phase and soot are modelled by applying the weighted sum of the grey gases model. We applied the finite volume method and the "blocked-off-region" procedure to handle the complex geometries. The equations governing the transfers by combined mixed convection, radiation and the chemical kinetics are solved by the finite volume method, TDMA and the SIMPLE algorithms. We analyzed the shadow effect caused by the baffles, the fumes optical thickness, the Boltzmann number, the conduction-radiation parameter, Reynolds number and the Richardson number. We determined the best configuration of the baffles and shown that the increase in the soot volume fraction causes an increase in radiative heat flux and the presence of soot at a temperature different from that of the fume causes a radiative thermal non equilibrium. The partial pressure ratio of H2O and CO2 does not effect the radiative heat flux on the walls of the incinerator. The heat generated by the incineration of the fumes causes intensification and homogenisation of the transfers in a forced convection mode. The results of the thermochemical model are in qualitative and quantitative good agreement with the experimental results

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Tonnet, Nicolas. "Dissociation des hydrates de méthane sédimentaires - Couplage transfert de chaleur / transfert de masse." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00326878.

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Анотація:

La production de méthane à partir des champs hydratifères des fonds océaniques est un procédé promis à se développer et à atteindre l'échelle industrielle au cours des dix prochaines années. Cependant, les premiers essais d'extraction de méthane se sont révélés infructueux et difficiles à mener. Le phénomène de dissociation des hydrates de méthane au sein d'une matrice poreuse reste mal connu et maîtrisé: la fusion des hydrates de méthane engendre des écoulements de fluide et des transferts thermiques au sein d'un milieu poreux. Les propriétés de ce milieu poreux évoluent donc avec la disparition de la phase hydrate et la présence éventuelle d'une phase glace au cours de la dissociation. Les transferts de masse et de chaleur doivent donc être couplés, afin de tenir compte premièrement du changement de la perméabilité et deuxièmement de l'évolution de la conductivité thermique du système. Dans cette étude, les transferts de masse et de chaleur ont été étudiés numériquement et expérimentalement. Un modèle numérique 2D est proposé dans lequel les transferts de chaleur et de masse gouvernent la dissociation des hydrates de méthane. Les résultats numériques montrent la présence de gradients de pression et de température au sein du milieu poreux et l'évolution de la frontière de dissociation selon le type de sédiment utilisé. Ce modèle est utilisé afin de dimensionner un dispositif expérimental de dissociation de carottes sédimentaires partiellement saturées en hydrates de méthane qui permet un suivi précis de la cinétique de dissociation. Le montage expérimental est composé de cinq zones cylindriques de même diamètre (1/2 inch) mais de tailles différentes (pour une longueur totale de 2,6 m). Chaque zone est contrôlée en pression et en température. Chaque expérience consiste en une cristallisation d'hydrates de méthane au sein d'un milieu poreux, puis en une dissociation de ces mêmes hydrates par une méthode de contrôle de la pression à une extrémité du dispositif. La cinétique de dissociation est étudiée par le suivi de la pression dans un ballast (situé en aval du dispositif). Les résultats obtenus, via une étude paramétrique, permettent de cibler les paramètres clés de la dissociation de ces hydrates sédimentaires et d'observer leur impact sur la cinétique de dissociation. Deux régimes bien distincts de dissociation sont mis en évidence et caractérisés selon les propriétés du sédiment partiellement saturé en hydrates de méthane. Le rôle de la glace au cours de la dissociation est également étudié pour ces deux types de dissociation. Enfin, la correspondance des résultats numériques et expérimentaux est mise en évidence par comparaison de courbes de cinétique de dissociation et de courbes d'évolution de la pression au sein du milieu poreux.

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Aimar, Pierre. "Mécanismes de transfert de matière en ultrafiltration." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30166.

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Анотація:

On etudie l'ultrafiltration de fluides contenant des proteines et plus particulierement du lait et de ses derives. On etudie plus precisement le phenomenes de diffusion d'encrassement et de colmatage de la membrane. On observe le flux limite de solute en fonction de la polarisatiuon, de la concentration et des proprietes rheologiques des solutions proteiques utilisees

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LORENZO, THIERRY de. "Transfert de chaleur par convection naturelle en regime variable." Reims, 2000. http://www.theses.fr/2000REIMS016.

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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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Mathioulakis, Emmanouil. "Contribution à l'étude des transferts de masse et de chaleur en convection naturelle sur une paroi verticale." Paris 12, 1989. http://www.theses.fr/1989PA120015.

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Alhabobi, Munir. "Étude des échanges thermiques et de la structure turbulente de l'écoulement en convection naturelle à nombre de Rayleigh elevé dans une cavité cubique chauffée par le bas." Paris 12, 1991. http://www.theses.fr/1991PA120018.

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Анотація:

Ce memoire presente l'etude experimentale des mecanismes d'echange thermique dans une cavite chauffee partiellement ou totalement par une surface horizontale avec un flux constant a l'etude de la structure turbulente de l'ecoulement au voisinage de cette surface active. Les flux globaux convectes concernant toutes les configurations retenues ont ete regroupes sous une correlation unique pour le chauffage partiel et total du plancher, en donnant l'evolution du nombre de nusselt en fonction du rapport de largeur de la plaque chauffante sur la largeur de la cavite et en fonction du nombre de rayleigh. La mesure des valeurs moyennes de temperature et de leurs fluctuations permet de determiner le champ thermique. Les instabilites thermiques de l'ecoulement ont ete analysees en faisant appel aux analyses statistiques, spectrales, spatiales et spatio-temporelles. Nous avons mis en evidence une localisation de ces fortes perturbations au voisinage du plancher et dans une couche d'epaisseur de 2 cm. L'absence de stratification a ete confirmee

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Delarochelambert, Thierry. "Etude expérimentale et théorique des transferts thermiques couples en convection naturelle à travers une double paroi verticale à haute densité de flux de chaleur." Mulhouse, 1997. http://www.theses.fr/1997MULH0506.

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Анотація:

Les transferts de chaleur par convection naturelle, rayonnement et conduction à travers les parois métalliques simples et doubles fortement chauffées se rencontrent fréquemment dans les dispositifs de chauffage ou de récupération de chaleur domestiques et industriels, mais n'ont jamais fait l'objet de recherches spécifiques. Une étude théorique approfondie de ces couplages est présentée à partir d'une recherche bibliographique très large, en particulier sur la transition turbulente. Un dispositif expérimental permet d'appliquer un flux de chaleur uniforme élevé régulé sur une face d'une double paroi en acier noir épais de largeur réglable. Les équations elliptiques de transfert radiatif et de transport conducto-convectives turbulentes sont résolues au moyen du code fluent. Le fonctionnement de la double paroi est mis en évidence, et une nouvelle corrélation globale du flux de chaleur interne d'une double paroi rayonnante est établie, ainsi qu'un critère d'optimisation. Une méthode thermoanémométrique corrélative et spectrale est développée au moyen d'une sonde unique en quartz à double microthermocouple. Les champs moyens et fluctuants de température et de vitesse, les densités de flux convectifs et radiatifs, ainsi que la structure turbulente des couches limites thermiques sont ainsi déterminés expérimentalement, particulièrement en régime de transition. La méthode thermoanémométrique et le bilan thermique complet sont valides sur une plaque plane verticale conductrice et rayonnante. Il apparaît que le nombre de Grashof critique diminue fortement lorsque la densité du flux augmente, même si le rayonnement domine.

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Grassi, Henri. "Études expérimentales et théoriques du complexe de transfert de charge TEA (TCNQ)₂." Nice, 1987. http://www.theses.fr/1987NICE4116.

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Анотація:

Étude de la conductivité et de la diffusion thermiques ; détermination du libre parcours moyen des phonons. Mise en évidence d'une transition de phase du second ordre entre 200 et 250 K et proposition d'un mécanisme. Détermination de la répartition des charges sur les deux conformations du cation par un calcul ab-initio. Caractérisation des discontinuités réversibles de la conductivité électrique d'aiguilles du TEA (TCNQ)₂ et de mMEtbBZ (TCNQ)₂

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Sahraoui, Nour-Eddine. "Contribution à l'étude en régime transitoire d'un nouveau modèle approché pour caractériser le comportement thermique d'un local : étude expérimentale des transferts dans les locaux." Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10091.

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Анотація:

Nouveau modèle approché permettant de simuler avec une bonne précision le comportement thermique de locaux en régime transitoire dans des conditions d'environnement restrictives. Utilisation de la méthode du formalisme matriciel pour l'analyse du transfert thermique en régime variable dans les parois multicouches à constantes réparties. Le modèle est établi à partir d'hypothèses simplificatrices. On montre que la puissance thermique fourni est à chaque instant réparti, en première approximation, proportionnellement aux modules des admittances thermiques régime sinusoïdal et aux réponses temporelles régime impulsionnel. Étude expérimentale sur un modèle de grand volume 14m(3) montrant le rôle important de l'effusivité des premiers matériaux dans les échanges thermiques intérieurs et dans la consommation d'énergie (régime transitoire) et le rôle important des isolants dans le rayonnement.

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Metzger, Thomas. "Dispersion thermique en milieux poreux : caractérisation expérimentale par technique inverse." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2002. http://www.theses.fr/2002INPL065N.

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Анотація:

La dispersion thermique, c'est-à-dire le transfert de chaleur dans un milieu poreux qui est traversé par un fluide, est un phénomène complexe. Pour que celui-ci puisse être pris en compte dans des applications industrielles, il faut disposer d'un modèle simple avec des paramètres qui sont physiquement raisonnables et expérimentalement accessibles. Ce travail présente une technique expérimentale pour estimer les paramètres du modèle dit "à une température", notamment les coefficients du tenseur de dispersion thermique qui dépendent de la vitesse de Darcy. Le dispositif expérimental correspond à un lit fixe de billes de verre avec de l'eau comme fluide. Une source de chaleur linéique, perpendiculaire à la direction de l'écoulement, est utilisée (échelon temporel) ; le signal de température, mesuré par des thermocouples en aval de la source, est utilisé pour l'estimation des paramètres. Dans cette situation, la qualité d'estimation par la méthode des moindres carrés ordinaires est limitée par les incertitudes sur la vitesse et les positions des thermocouples. L'optimisation de la géométrie expérimentale et la méthode de Gauss-Markov permettent d'estimer également ces paramètres. Des simulations d'inversion de type Monte-Carlo montrent que cette approche fournit une estimation du coefficient longitudinal de dispersion thermique avec une bonne précision; d'autres géométries de chauffe et les travaux de la littérature confirment ces résultats. L'estimation du coefficient de dispersion transverse est moins précise; cependant, les résultats obtenus pour sa dépendance de la vitesse mettent en cause le modèle établi de la littérature. Les excellents résidus en température qui ont été obtenus suggèrent que le modèle à une température est raisonnable, même dans le cas du non-équilibre thermique entre les deux phases.

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Foisy, Benoît. "Étude du transfert thermique par convection naturelle autour d'une source de chaleur pulsée dans un réservoir cylindrique isolé." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2000.

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Günther, Stéphane. "Étude du comportement des échangeurs de chaleur utilisant des thermosiphons comme mode de transfert thermique." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2000.

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Mikasser, Siham. "Transfert de masse et de chaleur dans les Injecteurs-condenseurs." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0008/these.pdf.

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Анотація:

Dans une première partie en développe une analyse physique et thermodynamique des injecteurs condenseurs qui permet de comprendre le principe de fonctionnement de l'appareil et les différents phénomènes qui s'y déroulent. La deuxième partie est consacrée à l'étude expérimentale concernant des mini injecteurs condenseurs. Enfin, une modélisation des écoulements et des transferts dans l'injecteur condenseur a fait l'objet de la troisième partie. Elle a été abordée sous 2 formes : une modélisation globale 0D de l'injecteur condenseur et une modélisation 1D de la chambre de mélange. La modélisation 1D est subdivisée en 3 parties. La 1ère partie, est un modèle diphasique bifluide s'appuyant sur 6 équations de transport couplées avec une équation exprimant le titre du mélange. La 2ème partie est un modèle diphasique homogène comportant 3 équations de transport. Au col de la chambre de mélange, une onde de condensation se développe et est modélisée par des conditions de saut This study develops a physic and thermodynamic investigation of the condensing-injector that allows understanding the assumption of operating and the various physics phenomena intervening. Then, an experimental study concerning the small size condensing-injector was proposed. Lastly, the modelling of the flows were approached in two forms: a total modelling 0D of the condensing-injector and a modelling 1D of the mixing chamber. Thus, 3 analytical formulations were employed for distinct flow patterns in the mixing chamber. The 1st part is a two-phase flow model based on a system in 6 equations of transport coupled with an equation of the witness fraction. The 2nd part resumes the homogeneous mode that composed of 3 equations of transport. The occurrence of shock phenomena is possible in the throat of the mixing chamber, so the analytical formulation of the condensation shock is described according to conditions shock

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Kaemmerlen, Aurélie. "Transfert de chaleur à travers les isolants thermiques du bâtiment." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10102/document.

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Cette étude a pour objectif la compréhension des phénomènes de transfert de chaleur couplés conduction-rayonnement, en régime transitoire, dans les isolants thermiques du bâtiment, en vue de leur optimisation. Nous avons étudié deux matériaux poreux très différents : des mousses de polystyrène extrudé (XPS) et un isolant en fibres de bois. Les propriétés radiatives ont été identifiées par méthode inverse. Nous avons ainsi mis en évidence la très faible contribution du transfert radiatif pour la laine de bois étudiée. Un modèle de prédiction des propriétés radiatives à partir des données morphologiques a été adopté pour les mousses XPS, puis validé grâce à différentes mesures. Nous avons montré que les propriétés radiatives sont très dépendantes des paramètres morphologiques ainsi que des indices optiques du polystyrène, et qu'un effort de caractérisation doit être fait pour des structures anisotropes. Enfin nous avons validé le code de résolution du transfert couplé conduction-rayonnement en régime transitoire grâce à des mesures fluxmétriques effectuées sur les isolants pris séparément puis mis en assemblages. Dans le cadre de l'isolation thermique du bâtiment, nous avons montré que les flux thermiques aux frontières des isolants en régime transitoire étaient identiques au cas où on considère la conductivité thermique totale qui prend en compte les contributions radiative et conductive. Nous avons montré l'importance des inerties thermiques grâce à des simulations annuelles du comportement de parois The objective of this study is to better understand the mechanisms of the coupling radiative-conductive heat transfer of thermal building insulators used in a transient regime. Two insulating materials were studied in this work: extruded polystyrene foam (XPS) and wood wool. The radiative properties were determined using the inverse method. We demonstrated that the contribution of the radiative heat transfer of the wood wool was quite small. For XPS, radiative properties are more significant and are a function of the foam morphological structure as well as the optical indices of the polymer matrix. A model was developed for isotropic XPS material, however additional developments are needed to better characterize the effects of the foam anisotropy. The coupling radiative-conductive heat transfer in a transient regime was analyzed and validated with the heat flux meter measurement. The experiments were performed with a single insulating element and with various combinations of them. For building thermal insulation in a transient regime, we demonstrated the heat fluxes at the borders of insulators, determined by the coupling solution, are identical when considering the total thermal conductivity which includes radiative and conductive heat transfer. The individual contribution of radiative and conductive heat transfer was not noticeable, however the thermal inertia of the material contributed to delay the heat peak

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Jain, Pankaj. "Étude du transfert de chaleur convectif dans un four circulaire /." Thèse, Chicoutimi : Université du Québec à Chicoutimi, 1996. http://theses.uqac.ca.

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Mikasser, Siham Lallemand André Léone Jean-François. "Transfert de masse et de chaleur dans les Injecteurs-condenseurs." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=mikasser.

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Ghorayeb, Kassem. "Étude des écoulements de convection thermosolutale en cavité rectangulaire." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30111.

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Nous nous interessons, dans cette etude, a la naissance des mouvements convectifs dans une cavite rectangulaire dont deux parois paralleles sont maintenues a des temperatures et des concentrations constantes. Nous considerons la situation des forces de volume d'origine thermique et solutale opposees mais de meme intensite. Dans ce cas, la solution de diffusion pure est une solution mathematique du probleme quelque soit la valeur du nombre de rayleigh thermique. Nous proposons une etude de l'influence du rapport de forme a, de l'angle d'inclinaison et du nombre de lewis le sur les instabilites convectives susceptibles de se developper dans cette configuration. Une analyse de la stabilite lineaire de la solution de diffusion pure est effectuee. Pour - /2,/2, cette solution possede la symetrie centrale et la premiere bifurcation (pour ra#t = ra#c) est soit de type fourche soit de type transcritique. Cette etude montre d'autre part que ra#c ne depend pas des nombres de prandtl et de schmidt separement mais de leur rapport, le nombre de lewis le. Le produit ra#c(le - 1) est une constante dont la valeur est fonction de a et de. Pour a fixe, ra#c(le - 1) est minimale pour = /2 correspondant a une cavite chauffee par le haut. Dans ce dernier cas, la solution de diffusion pure possede les symetries z#2 x z#2 et les deux premieres bifurcations primaires sont de type fourche. En diminuant , ra#c(le - 1) augmente continument et tend vers l'infini pour = -/2 correspondant au cas d'un chauffage par le bas. L'etude non lineaire effectuee en resolvant directement les equations de navier stokes instationnaires met en evidence l'existence d'une grande variete de solutions convectives sous critiques stables. Une methode de continuation est ensuite utilisee afin de mieux comprendre le mecanisme de la naissance des solutions convectives, leur evolution, et leur stabilite. Enfin, nous avons determine le seuil ra#c#1 de la transition regime stationnaire - regime oscillatoire apparaissant dans une cavite carree pour les grandes valeurs de ra#t. Une etude, en fonction de le, des structures convectives oscillatoires mono-periodiques observees pour ra#t > ra#c#1 est egalement developpee.

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Zeghmati, Belkacem. "Etude du couplage entre les équations de Luikov et celles de la couche limite laminaire en convection naturelle au-dessus d'une plaque plane inclinée." Perpignan, 1988. http://www.theses.fr/1988PERP0053.

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Etude de l'influence de la teneur en eau initiale du materiau de sa structure, des conditions ambiantes et de l'inclinaison de la plaque sur les transfert de chaleur et de masse dans la couche limite et le materiau poreux non sature

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Retiel, Noureddine. "Etude numérique de la convection thermosolutale en cavité annulaire : solutions stationnaires et instationnaires." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2279.

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Анотація:

Notre etude porte sur les ecoulements de convection naturelle en cavite annulaire dans le cas ou les forces de flottabilite sont dues a la presence simultanee de gradients de temperatures et de concentrations (convection thermosolutale). Nous avons developpe un outil numerique base sur une methode de volumes finis afin de predire les champs de vitesse, de pression, temperature et concentration dans l'ecoulement en se limitant au cas bidimensionnel et laminaire. Nos resultats concernent, tout d'abord les solutions stationnaires dans les deux situations typiques ou les gradients thermiques et solutaux cooperent ou s'opposent dans la mise en mouvement du fluide. Nous insistons plus particulierement sur les effets de la courbure des parois. Nous analysons ensuite l'evolution instationnaire des champs dynamique, thermique et de concentration dans differentes configurations typiques en cas cooperant ou opposant. Cela nous permet en particulier de decrire l'apparition et l'evolution dans le temps de regimes multicellulaires. Enfin, notre attention s'est portee sur la prediction des deformations de paroi sous l'effet du transfert de masse instationnaire, dans le sens d'une perte ou d'un apport de matiere (corrosion, depot)

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Demasles, Hélène. "Etude des transferts de chaleur d'un fluide frigoporteur diphasique à changement de phase liquide-solide dans un échangeur à plaques lisses." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0022/these.pdf.

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Анотація:

Ce travail porte sur l'étude des échanges thermiques d'un mélange diphasique, composé de particules d'eau en suspension dans de l'huile siliconée en circulation dans une boucle fermée. L'eau, contenue dans une matrice poreuse en polymère, est congelée par passages successifs dans un échangeur à plaques lisses. L'analyse des données de la littérature concernant la thermo-hydraulique de ces fluides dans les échangeurs montre des lacunes importantes en terme de données expérimentales et de méthodes prédictives pour le calcul des coefficients de transfert et de perte de pression. Les résultats expérimentaux, issus de bilans globaux sur la section d'essais, mettent en évidence l'effet dopant des particules sur le coefficient d'échange. Avant le changement de phase, les effets micro-convectifs des particules en rotation sur elles-mêmes améliorent le coefficient d'échange de 135 %. Une amélioration supplémentaire comprise entre 100 et 1500 % apparaît lors du changement de phase. Les fluctuations observées suivant les essais sont certainement provoquées par la formation d'un lit due aux faibles vitesses d'écoulement. Les résultats du modèle montrent que les particules agissent comme des sources lorsqu'elles libèrent leur chaleur latente : elles bloquent la descente en température. Le gradient de température en paroi restant élevé, les échanges thermiques sont améliorés par rapport à un fluide monophasique. Lors de la congélation des particules, la rhéologie de la suspension varie fortement. La distribution des particules dans l'écoulement est certainement modifiée entraînant une détérioration très importante des transferts thermiques. Une étude rhéologique approfondie de la suspension est nécessaire pour une meilleure compréhension des phénomènes observés, mais ces premiers résultats montrent déjà un gain énergétique important apporté par les particules sur une gamme de température comprise entre 0 et -6°C The purpose of the work is to study diphasique mixture heat exchange composed of water particles suspended in siliconed oil circulating in a closed loop. Water, contained in polymer porous matrix, is freezing by successive passages in plane plate heat exchanger. Thermo-hydraulic literature data analysis about these fluids in exchangers shows important blanks in exchange coefficient and pressure drop forecast methods and in experimental data. Experimental results, issued of global energy balance on a test section specifically conceived and made for this study, show doping effect on exchange coefficient. Before phase change, microconvective effects of rotating particles improve exchange coefficient of 2,3 factor. Supplementary enhancement included between 2 and 16 appeared during phase change. Trial measured discrepancy are certainly induced by bed layer formation due to low flow speed. At the end of particle freezing, when latent heat is not involved anymore in exchange enhancement, important heat transfer reduction is observed. This is attributed to the cooling suspension rheological evolution and the change of flow particle distribution. Modelling results corroborate heat exchange improvement due to phase change : particles act as sources when discharging there latent heat. They stop fluid temperature dropping and enable to keep a high wall temperature gradient. A deepened suspension rheological study is necessary for a better understanding of observed phenomenon, nevertheless these first results show already an important energetic profit brings by particles in range temperature of 0 and –6 °C

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Ngohe-Ekam, Paul-Salomon. "Etude expérimentale des propriétés thermophysiques des bois tropicaux." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10146.

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Rullié, Laurent. "Etude expérimentale de l'écoulement confiné entre deux protubérances chauffées et de grandes dimensions - effet des parois externes." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2287.

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Анотація:

Ce memoire porte sur l'etude des mecanismes dynamique et thermique de l'ecoulement confine entre deux protuberances chauffees et de grandes dimensions. Au sein de la cavite, delimitee par l'espace intersources, se developpe un ecoulement bidimensionnel structure en plusieurs zones de comportement. La degradation longitudinale de la memoire de l'ecoulement au centre de la cavite, s'apparente a celle d'une couche limite en convection forcee. L'influence de la geometrie de la cavite est etudiee. Les echelles des structures tourbillonnaires sont determinees par des mesures de correlations spatiales des fluctuations de temperature. Les effets de parois externes, paralleles ou inclinees par rapport a la direction de l'ecoulement principal, sont analyses : la presence de ces parois, a proximite des surfaces laterales ou frontales de la cavite engendre la destruction de la structure coherente de l'ecoulement interne. L'influence du pas entre les sources est etudiee. Les interactions et les transferts de chaleur entre la cavite et l'ecoulement principal sont mis en evidence.

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Дисертації з теми "Mécanismes de transfert de chaleur"

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