Thèse soutenue

Etude thermique et hydraulique d'un échangeur de chaleur à plaques à structure multi-échelles
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Auteur / Autrice : Cyril Pistoresi
Direction : Lingai LuoYilin Fan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l’ingénieur
Date : Soutenance le 10/04/2017
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Laboratoire : Laboratoire de thermocinétique (Nantes)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Flamant, Lounès Tadrist
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Commenge, Christophe Marvillet

Mots clés

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Mots clés libres

Résumé

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Cette thèse contribue aux avancées dans la conception, la fabrication, l’expérimentation ainsi que l’optimisation de réseaux fluides multi-échelles. Ces réseaux permettent de gérer des débits importants tout en gagnant en compacité ainsi qu’en intensifiant les transferts de masse et d’énergie par l’augmentation de la surface active. La structure interne du réseau multiéchelles étudié est optimisée en diminuant les pertes de charges par la mise en parallèles des micro/minicanaux. Des prototypes en aluminium et en PMMA ont été fabriqués au sein du LTEN par gravure grâce à une commande numérique. Les prototypes ont été testés afin d’évaluer le comportement du fluide à l’intérieur ainsi que ses performances thermiques, par simulations numériques (CFD) et par des dispositifs expérimentaux (PIV, Caméra Rapide, Thermocouples). Nous avons testé l’influence de la géométrie du distributeur/collecteur sur la distribution du fluide, puis, du fait de la perte de compacité, nous avons opté pour l’insertion de plaques perforées optimisées dans les différents distributeurs du réseau. En effet, nous avons observé que l’uniformisation de la distribution permet d’augmenter les performances thermiques d’environ 10 %. Suite à ces résultats une conception d’échangeur de chaleur à plaques a été réalisée, par simulations numériques (CFD) et par la mise en place d’un banc d’essais. Les performances ont été testées sous différentes conditions.