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Thèse soutenue

Etude des échanges convectifs sur un cylindre aileté en rotation, soumis a un courant d'air parallèle aux ailettes

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Auteur / Autrice : Barbara Watel
Direction : Bernard Desmet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique Energétique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Valenciennes

Résumé

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L'évaluation expérimentale des échanges convectifs avec l'air est faite sur des ailettes circulaires d'un arbre en rotation à vitesse uniforme et soumises ou non à un courant d'air parallèle à leurs faces. Un banc d'essais a été conçu pour mesurer, par thermographie infrarouge, l'évolution temporelle des températures suivant un rayon d'une ailette durant son refroidissement, cette dernière ayant été préalablement chauffée. Une analyse théorique des phénomènes thermiques se produisant dans une ailette, en régime transitoire, permet de déterminer le coefficient d'échange moyen de celle-ci avec l'air. L’étude bibliographique de la structure d'écoulement entre les ailettes en fonction de leur espacement, de leur vitesse de rotation et de la vitesse du courant d'air a été réalisée. Cette étude sert de base à l'analyse physique de la variation du coefficient d'échange en fonction des différents paramètres. Les essais avec les ailettes en rotation, soumises ou non à un courant d'air parallèle, ont permis de mettre en évidence les domaines d'influence de la convection forcée due à la rotation, de la convection forcée due au courant d'air et de la convection naturelle. Les résultats obtenus sur le coefficient d'échange en convection forcée sont justifiés par la représentation du champ des vitesses de l'écoulement entre les ailettes par vélocimétrie par images de particules. L’ensemble des essais réalisés peuvent être corrélés avec un écart relatif inférieur à 5% par une équation générale.