Caractérisation du refroidissement par jet liquide impactant une plaque métallique à haute température : Iinfluence de la composition du fluide sur le flux extrait

Characterization of a cooling fluid impinging a metal plate at high temperatures : Influence of fluid’s composition on the cooling flux

• Auteur / Autrice : Aboubacar Ouattara
• Direction : Michel Lebouché, Michel Gradeck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et Energétique
• Date : Soutenance le 15/06/2009
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEMTA
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Lebouché, Michel Gradeck, Christian Bissieux, Jocelyn Bonjour, Olivier Fudym, Jean-Luc Boréan, Denis Maillet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christian Bissieux, Jocelyn Bonjour

Mots clés

Mots clés contrôlés

Laminage

Induction électromagnétique

Contrôle non destructif par thermographie infrarouge

Refroidissement par pulvérisation

Refroidissement

Acier

Mots clés libres

Conduction inverse

Refroidissement par jet impactant

Résumé

Dans le cadre de cette thèse, il s’agit de voir l’influence de la composition du fluide sur le flux extrait. En effet l’eau utilisée pour le refroidissement des bandes d’acier en sortie de laminoir est recyclée et est potentiellement polluée par des résidus d’huile provenant de la lubrification des cylindres de laminoir. Nous avons conçu un dispositif expérimental original qui consiste à chauffer sur sa face supérieure un disque en Nickel à des températures de l’ordre de 600°C grâce à un dispositif d’induction électromagnétique et ensuite à le refroidir par un jet impactant. La face non refroidie est accessible à une mesure par thermographie infrarouge. Ces conditions de mesures nous ont permis d’estimer le flux extrait sur la face supérieure (lieu du refroidissement) à partir des mesures de température par thermographie infrarouge sur la face inférieure à l’aide d’un modèle de conduction inverse spécifiquement développé. Les résultats ont permis de montrer que la présence d’huile, si elle dégrade le flux maximal extrait dans certaines zones, conduit à une cinétique globale du refroidissement supérieure à celle de l’eau pure.

In this work, we are interested in the influence of the fluid’s composition on the cooling flux. In fact water used for cooling is recycled and can be potentially polluted by residues oil from the lubrication of rolling cylinder. We have designed an original experimental device which consists of heating a Nickel disk on its upper face at temperatures of 600°C through electromagnetic induction and then cooling it by jet impingement. The reverse face is available by infrared thermography measurements. These conditions allowed us to estimate the heat flux on the upper face (the cooling area) by infrared thermography measurements with a specific inverse heat conduction model. The results showed that the presence of oil, if it degrades the maximum cooling flux in some areas, led to a better overall cooling than that obtained with pure water.