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

L'OBJECTIF ULTIME DE CES TRAVAUX DE RECHERCHE EST LE DIMENSIONNEMENT D'UN ECHANGEUR ELECTRIQUE (TUBE A PASSAGE DE COURANT), DANS LEQUEL LA CHALEUR EST GENEREE AU SEIN MEME DU TUBE TRAVERSE PAR UN COURANT ELECTRIQUE. CES RECHAUFFEURS SONT CONSTITUES D'UN NOMBRE DONNE DE TUBES RECTILIGNES RELIES ENTRE EUX PAR DES COUDES NON CHAUFFES. CETTE TECHNOLOGIE EST PARTICULIEREMENT ADAPTEE AU TRAITEMENT THERMIQUE DES LIQUIDES AGROALIMENTAIRES, QUI SONT EN GENERAL NON NEWTONIENS, ET EVENTUELLEMENT FORTEMENT DEPENDANTS DE LA TEMPERATURE. LES FLUIDES DE TRAVAIL SONT DE DEUX TYPES (RHEOFLUIDIFIANT ET VISCOPLASTIQUE), LEUR LOI DE COMPORTEMENT MODELISANT UNE CLASSE IMPORTANTE DE LIQUIDES AGROALIMENTAIRES. L'ETUDE NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'ECOULEMENT DE TELS FLUIDES EN CONDUITE ANNULAIRE NOUS CONDUIT A : - PROPOSER DES CORRELATIONS DECRIVANT LES ECHANGES THERMIQUES ET LES PERTES DE CHARGE POUR LE REGIME DE CONVECTION FORCEE, ADAPTEES AU TYPE DE LIQUIDE, AUX CONDITIONS AUX LIMITES IMPOSEES, AU REGIME ET A LA GEOMETRIE DE L'ECOULEMENT - QUANTIFIER LES EFFETS DE LA CONVECTION NATURELLE SUR LE COEFFICIENT D'ECHANGE DANS LE CAS DE LA CONVECTION MIXTE. PARALLELEMENT, UNE ETUDE EXPERIMENTALE RELATIVE A L'ECOULEMENT DE FLUIDES NON NEWTONIENS EN CONDUITE COURBE NOUS PERMET DE CARACTERISER L'INFLUENCE DE CETTE ZONE DE RACCORDEMENT SUR LA STRUCTURE DES CHAMPS DYNAMIQUE ET THERMIQUE.

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