Panache développé au-dessus d'une source thermique : stratification du milieu environnant en enceinte ventilée

• Auteur / Autrice : Abdelhakim Bouzinaoui
• Direction : Paul Vallette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et énergétique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaleur -- Convection

Panaches (dynamique des fluides)

Constructions industrielles -- Chauffage et ventilation

Ventilation

Résumé

Dans le cadre industriel de la ventilation par déplacement, le rapport présente l'étude expérimentale du développement d'un panache thermique dans un milieu confiné et ventilé. Les expériences ont été effectuées, à l'aide de thermocouples, dans une cellule d'essai aéraulique (4,84́,25́,6 m3). La source de chaleur utilisée est un disque de 1,54 m de diamètre chauffé à 200 ʿC. La qualification de l'installation permet de connaître les régimes de fonctionnement optimaux et d'évaluer les parts relatives des échanges convectifs et radiatifs dans la cellule. Pour les grands débits de ventilation, le panache est compatible à celui développé en milieu infini. L'utilisation simultanée de 16 thermocouples permet de caractériser les structures thermiques qui y sont présentes. Pour des débits de ventilation plus faibles, une stratification en température apparaît dans la cellule. Son interface a une épaisseur non négligeable et sa position est repérée par celle du maximum des écarts types des fluctuations de température. L'évolution de la hauteur de cette interface est étudiée pour différentes conditions expérimentales. Les résultats permettent de conforter des lois déjà obtenues en zones proche et lointaine de la source. Ils conduisent également à proposer une loi de transition entre ces deux zones.

Within the industrial framework of displacement ventilation, the report presents the experimental study of the development of a thermal plume in a confined ventilated surrounding. The experiments were carried out using in an aeraulic test room (4,84́,25́,6m3) by thermocouple probes. The used heat source is a 1,54m-diameter disc, heated at 200 ʿC. The qualification of the test facility makes it possible to know the optimal operation parameters and to evaluate the relative budget of convective and radiative exchanges in the chamber. For high supply flow rates, the plume is compatible with that developed in infinite medium. The simultaneous use of 16 thermocouples makes it possible to characterize the thermal structures which are present in the plume. For lower supply flow rates, a temperature stratification appears in the chamber. Its interface has a considerable thickness and its position is at the height which corresponds to the maximum of the temperature fluctuations standard deviations. The evolution of the interface position is studied for various experimental conditions. In the light of the experimental results, it possible to consolidate laws already obtained in zones close and remote of the source. They also result in proposing a law of transition between these two zones.