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Thèse soutenue

Étude locale de l'écoulement et performances thermohydrauliques à faible nombre de Reynolds d'un canal plan corrugue : Applications aux échangeurs de chaleur à plaques

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Auteur / Autrice : Patrick Hugonnot
Direction : Michel Lebouché
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1989
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Ce rapport concerne d'une part, l'étude locale de l'écoulement dans un canal plan corrugué, réalisée par des approches expérimentale et numérique, et, d'autre part, la détermination expérimentale des performances thermohydrauliques à faibles nombres de REYNOLDS de différents canaux d'échangeurs à plaques. Les visualisations expérimentales del'écoulement local ont autorisé la détermination des transitions de régime dans des géométries 2D et 3D. Concernant le canal 2D, une optimisation du profil de l'onde est proposée, basée sur la caractérisation thermohydraulique des phénomènes locaux mis en évidence. Par rapport à ces résultats expérimentaux, l'étude numérique, réalisée au moyen du logiciel TRIO, est en bon accord, tant au niveau de la configuration de l'écoulement, que pour les profils de pression pariétale. De plus, les intérêts pressentis du canal optimisé proposé ont été confirmés par cette analyse numérique, autorisant un éventuel développement industriel de cette géométrie. La détermination des performances thermohydrauliques (coefficient de frottement - coefficient d'échange de chaleur global) de différents canaux corrugués, permet désormais un dimensionnement des échangeurs à plaques sur une large gamme du nombre de REYNOLDS, représentative de la quasi-totalité des applications industrielles en simple phase de ce type d'échangeur. Dans le cadre de cette étude expérimentale, les influences respectives de la convection naturelle et de la thermodépendance du fluide sur l'échange de chaleur, ont été étudiées. Les analyses et interprétations proposées dans cette dernière partie expérimentale s'appuient sur des résultats de l'analyse locale, précédemment développée