Etude du comportement thermique d'une paroi verticale dans l'air, soumise à une répartition non uniforme de flux de chaleur : couplage convection-conduction-rayonnement

• Auteur / Autrice : Azouaou Saidi
• Direction : Michel Grignon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique des fluides

Transfert de chaleur

Résumé

L'étude réalisée associe une investigation numérique et une étude expérimentale, elle traite du couplage des transferts de chaleur par convection, conduction et rayonnement engendrés par le chauffage d'une paroi verticale placée dans l'air, soumise à des répartitions de puissances dissipées non uniformes. L'étude expérimentale a été faite sur une paroi plane verticale composée de dix éléments fluxmétriques formant une paroi de 1. 50 x 0. 80 m² permettant de dissiper des puissances allant de 0 à 700 W / m² sur chaque élément de la paroi. Plusieurs configurations différenciées par la répatition des puissances dissipées le long de la hauteur de la paroi sont étudiées - chauffage uniforme, intermittent, en escalier montant ou encore en escalier descendant - Pour chaque cas étudié nous avons mesuré la distribution de la température le long de la paroi et les profils de températures et de vitesses dans l'écoulement de convection naturelle engendré par le chauffage de la paroi. Pour la résolution numérique des équations phénoménologiques deux modèles ont été utilisés : l'un traitant de la conduction interne couplée au rayonnement entre la surface solide et le milieu environnant et l'autre simulant l'écoulement de convection naturelle; il utilise la méthode de Patankar-Spalding. Le couplage des deux converge rapidement et fournit des solutions satisfaisantes confirmées par les prévisions théoriques dans les cas simples et validées par les mesures expérimentales dans les autres cas. Une étude numérique paramétique de l'influence de la conductivité et de l'émissivité de la paroi flumétrique a montré la sensivilité de l'ensemble des grandeurs caractérisant les transferts de chaleur vis à vis de ces deux paramètres.