NantilusEtude de la protection thermique par film d'eau d'une paroi soumise à un flux radiatif : approches expérimentale et numérique
Dans un contexte industriel de recherche de nouveaux matériaux, la réalisation de dispositifs de protection thermique innovants est un atout important. Ce travail est consacré à l étude d un système basé sur l utilisation de film d eau ruisselant sur un panneau vertical exposé à un flux radiatif. L...
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Autres auteurs : | , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Etude de la protection thermique par film d'eau d'une paroi soumise à un flux radiatif : approches expérimentale et numérique / Adrien Aubert; sous la direction de Camille Solliec ; co-encadrant Fabien Candelier |
| Publié : |
[S.l.] :
[s.n.]
, 2010 |
| Description matérielle : | 1 vol. (157 f.) |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Energétique, Mécanique des fluides et transferts thermiques : Nantes : 2010 |
| Disponibilité : | Publication autorisée par le jury |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduit comme:
Etude de la protection thermique par film d'eau d'une paroi soumise à un flux radiatif |
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| 330 | |a Dans un contexte industriel de recherche de nouveaux matériaux, la réalisation de dispositifs de protection thermique innovants est un atout important. Ce travail est consacré à l étude d un système basé sur l utilisation de film d eau ruisselant sur un panneau vertical exposé à un flux radiatif. L objectif est d éviter la détérioration des éléments constitutifs de la paroi. Dans un premier temps, nous abordons ce sujet par une étude théorique des échanges de chaleur entre un film d eau et une paroi chauffée à température constante. Nous présentons une solution semi-analytique dans un cas simplifié ainsi qu une étude de l influence des instabilités de surface du film sur le transfert de chaleur. Par la suite, deux axes principaux ont guidé cette recherche. Des expériences ont été réalisées sur un banc d essais conçu pour cette étude. Différents scénarii expérimentaux sont considérés : l un où le film est pré-établi sur la paroi puis le flux radiatif imposé, l autre où le film est déclenché quelques minutes après l exposition au flux. Les influences de la longueur d écoulement, du débit du film ainsi que du flux radiatif sur la protection sont étudiées. À faible débit, on assiste à un assèchement de la paroi. Cependant le film s avère très efficace pour protéger la paroi, lorsque le débit est suffisamment important. Enfin un modèle numérique 2D instationnaire de la paroi et du film d eau qui la protège est réalisé. Les résultats numériques sont comparés aux résultats expérimentaux. Les tendances et les ordres de grandeur sont reproduits. Le modèle a pour finalité de servir de simulateur pour des situations impossibles à réaliser expérimentalement de manière sécuritaire. | ||
| 330 | |a Innovative heat protection device are very important in the industrial context of new material research. This work is dedicated to the study of a water film based system, when a vertical panel is submitted to a radiant heat flux. The aim is to avoid the wall from being damaged. First, a simplified situation is considered, that is the heat transfer between a water film and a heated plane. A semi-analytical solution is presented as well as a numerical study of the influence of surface instabilities on heat transfer. The research is then divided in two axes. An experimental work was released on a dedicated apparatus. Different configurations are studied. The film is either pre-established on the wall when the radiant heat flux is applied, or triggered once the panel subjected to the radiant flux reaches a certain temperature. Influences of the height, of the film flow and the radiant flux are studied. When using small flows, the wall tends to dry. However, the film seems really powerful to protect the wall concerning more important flows. Simultaneously, a 2D unsteady numerical model of the wall and the film was developed. Results are compared to the experiments and proved to give the same trends as well as the numerical values. The model can be used to simulate situations impossible to achieve experimentally due to safety risks. | ||
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