ETUDES THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DU TRANSFERT DE CHALEUR EN REGIME TRANSITOIRE ENTRE UN FLUIDE ET UNE PAROI

NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE TRANSFERT DE CHALEUR OU DU COEFFICIENT DE TRANSFERT "SOLIDE-FLUIDE", EN REGIME INSTATIONNAIRE, DANS UN CONDUIT PARCOURU PAR UN ECOULEMENT LAMINAIRE OU TURBULENT, LA FACE EXTERNE DE LA PAROI ETANT SOUMISE A UNE CONDITION DE FLUX "GENERALISEE". ON PROPOSE ALORS UNE APPROCHE ANALYTIQUE POUR L'ETUDE DE L'ASPECT SYSTEME D'UN ECHANGEUR AINSI QU'UNE ETUDE NUMERIQUE PAR DIFFERENCES FINIES RELATIVE AU TRANSFERT LOCAL DE LA CHALEUR EN REGIME INSTATIONNAIRE. LE TRAVAIL EXPERIMENTAL REPOSE SUR LA MISE EN OEUVRE D'UNE PROCEDURE DE DETERMINATION DU COEFFICIENT DE TRANSFERT PAROI-FLUIDE ET DE SES VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE

ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DES TRANSFERTS D'IMPULSION ET DE CHALEUR EN REGIME LAMINAIRE TRANSITOIRE DANS UN CYLINDRE VERTICAL PARTIELLEMENT REMPLI D'UN FLUIDE NEWTONIEN. ON EXAMINE LE CAS OU LES PAROIS DU CYLINDRE SONT A UNE TEMPERATURE CONSTANTE ET CELUI OU ELLES SONT TRAVERSEES PAR DES FLUX DE CHALEUR DE DENSITE CONSTANTE. ON INTRODUIT DANS LES EQUATIONS LA FONCTION DE COURANT ET LE ROTATIONNEL DE LA VITESSE ET ON CALCULE LES CHAMPS DE VITESSE ET DE TEMPERATURE PAR UNE METHODE AUX DIFFERENCES-FINIES EXPLICITES ASSOCIEE A UNE ETUDE DE STABILITE. DE NOMBREUX ECOULEMENTS SECONDAIRES ACCOMPAGNANT L'ECOULEMENT PRINCIPAL SONT MIS EN EVIDENCE

Cette thèse est une contribution expérimentale à l'étude de la convection thermique en régime laminaire, transitoire et turbulent pour un fluide à seuil en écoulement dans une conduite cylindrique ou annulaire. Le fluide utilisé est une solution de carbopol neutralisée. En régime laminaire, l'écoulement unidirectionnel d'un fluide à seuil est caractérisé par la présence, dans la partie centrale, d'une zone isovitesse. La fin du régime laminaire, déterminée à partir des mesures de pression et de vitesse, est retardée par la présence d'un seuil d'écoulement. Le début de la transition se manifeste par des instabilités en présence d'une zone isovitesse stable. Ce régime particulier pour le fluide à seuil est caractérisé. Par la suite, des bouffées turbulentes envahissant toute la section de la conduite, sont observées et comparées à celles obtenues pour un fluide newtonien. En régime turbulent, seuls les effets dus aux caractères rhéofluidifiants et élastiques des fluides utilisés sont mis en évidence. Enfin, l'évolution du coefficient de transfert de chaleur dans les différents régimes est déterminée montrant clairement l'effet des propriétés rhéologiques.

ON SE PROPOSE D'ETUDIER LES TRANSFERTS DE CHALEUR COUPLES INTERVENANT DANS LES FOURS HIP FONCTIONNANT A TRES HAUTE PRESSION ET HAUTE TEMPERATURE. L'ETUDE PORTE PLUS PARTICULIEREMENT SUR LA CARACTERISATION, DANS CES CONDITIONS EXTREMES, DES PROPRIETES DU FLUIDE DE TRAVAIL (L'ARGON) ET DE L'ISOLANT FIBREUX (FEUTRE DE CARBONE) CONSTITUANT LE CALORIFUGEAGE DE L'ENCEINTE HAUTE TEMPERATURE. L'ETUDE S'EST ATTACHEE A CARACTERISER LES PROPRIETES THERMOPHYSIQUES DU FLUIDE DE PRESSION (GAZ ARGON) A HAUTE TEMPERATURE ET A HAUTE PRESSION. DES MESURES DE CONDUCTIVITE THERMIQUE PAR UNE METHODE A FIL CHAUD EN REGIME TRANSITOIRE SONT PROPOSEES. L'ETUDE DE LA MORPHOLOGIE DU FEUTRE DE CARBONE EST COMPLETEE PAR LA DETERMINATION DU COEFFICIENT D'EXTINCTION PAR UNE VOIE EXPERIMENTALE (MESURE DE TRANSMITTIVITE) ET PAR DES CALCULS (THEORIE DE LA DIFFUSION DE MIE). DES MESURES DE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE EFFECTIVE DU FEUTRE DE CARBONE DANS UN INTERVALLE DE TEMPERATURE COMPRIS ENTRE QUATRE CENTS ET HUIT CENTS KELVIN POUR DES PRESSIONS COMPRISES ENTRE UN MILLIBAR ET DEUX MILLE BARS SONT PRESENTEES. UN MODELE DE CONDUCTION DANS LA MATRICE FIBREUSE EST PROPOSE. LE MODELE PREND EN CONSIDERATION LES PHENOMENES DE CONSTRICTION ET DE RESISTANCE DE CONTACT ENTRE FIBRES DE MANIERE GLOBALE. UN PARAMETRE DE COUPLAGE PERMET D'ESTIMER L'IMPORTANCE DE CES PHENOMENES EN FONCTION DE LA PRESSION DE GAZ INTERSTITIEL