Modélisation de la convection naturelle à haute température: application à l'étude des transferts dans un réacteur solaire

Free convection modeling at high temperature : application to heat transfer analysis in a solar reactor

• Auteur / Autrice : Boubakar Savadogo
• Direction : Georges Pichelin, Gilles Flamant
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Perpignan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergie solaire

Chaleur -- Convection

Résumé

Le but de ce travail est d'etudier les phenomenes de convection naturelle a haute temperature dans un reacteur solaire. Une methode numerique recursive a ete developpee pour resoudre le systeme d'equations non-lineaires decrivant la convection naturelle a haute temperature (t3000k). Cette methode numerique permet de prendre en compte avec aisance la variabilite de toutes les proprietes physiques du fluide (air, argon, azote) en fonction de la temperature. Elle permet egalement d'affiner la validite des resultats en considerant un nombre important des mailles sans augmenter considerablement le temps de calcul par rapport aux methodes iteratives usuelles. Les profils de temperature et de vitesses obtenus nous ont permis de deduire une relation simple donnant le nombre de nusselt en fonction du nombre de grashof et/ou du nombre de rayleigh. Comme tres peu de donnees sont disponibles dans la bibliographie sur la convection naturelle a haute temperature, nous avons applique notre methode recursive aux phenomenes de convection libre a des temperatures inferieures (t1500k) afin de la validite. Dans ce domaine de temperature, l'approximation de boussinesq est generalement adoptee par de nombreux auteurs. Les resultats obtenus sont en bon accord. Le couplage des resultats de ce travail et de ceux deja obtenus sont au sein de l'imp/cnrs d'odeillo, permettra dans une premiere phase de caracteriser les processus de vaporisation et de vapocondensation dans les reacteurs solaires. Un des domaines d'application est notamment la simulation des procedes solaire ou laser de traitement et de synthese de materiaux tels que les nano-poudres ou les nano-tubes.