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Nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribution des fluides et leurs applications dans les systèmes des centrales solaires à concentration (CSP)
Le management de la distribution des fluides représente un enjeu déterminant en termes de productivité industrielle et de performance des systèmes de conversion d'énergie. Cette thèse contribue au développement et à la mise en oeuvre de nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribu...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | anglais français |
| Titre complet : | Nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribution des fluides et leurs applications dans les systèmes des centrales solaires à concentration (CSP) / Min Wei; sous la direction de Lingai Luo ; co-directeur de thèse Gilles Flamant ; co-encadrant de thèse Yilin Fan |
| Publié : |
Nantes :
Université de Nantes
, 2015 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Note de thèse : | Reproduction de : Thèse de doctorat : Energétique, génie des procédés, thermique : Nantes : 2015 |
| Sujets : | |
| Documents associés : | Reproduction de:
Nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribution des fluides et leurs applications dans les systèmes des centrales solaires à concentration (CSP) |
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| 214 | 2 | |a Nantes |c Université de Nantes |d 2015 | |
| 230 | |a Données textuelles | ||
| 307 | |a L'impression du document génère 184 p. | ||
| 314 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur, Géosciences, Architecture (SPIGA) (Nantes) | ||
| 314 | |a Partenaire de recherche : Laboratoire de thermocinétique (UMR 6607) (LINA) (Nantes) (Laboratoire) | ||
| 314 | |a Autre(s) contribution(s) : Dany Escudié (Président du jury) ; Jack Legrand (Membre du jury) ; Catherine Xuereb, Denis Veynante (Rapporteurs) | ||
| 320 | |a Bibliogr. 19 p. | ||
| 325 | 1 | |a La thèse papier est la seule version officielle | |
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| 330 | |a Le management de la distribution des fluides représente un enjeu déterminant en termes de productivité industrielle et de performance des systèmes de conversion d'énergie. Cette thèse contribue au développement et à la mise en oeuvre de nouvelles méthodes pour l'optimisation de la distribution des fluides et leurs applications dans les systèmes des centrales solaires à concentration (CSP). Cette thèse commence par une synthèse bibliographique portant sur les problèmes de la mauvaise distribution des fluides et leurs conséquences multiples dans les domaines du génie des procédés et du génie énergétique. L'état de l'art concernant les solutions pour obtenir une distribution uniforme est également présenté. Ensuite un algorithme évolutionnaire basé sur les simulations CFD est développé pour déterminer la distribution optimale du fluide satisfaisant une fonction objectif donnée avec des contraintes, utilisant le cas d'un récepteur solaire tubulaire comme exemple. La méthode pour obtenir des différentes distributions du fluide (uniformes ou non) est aussi développée basée sur l'insertion d'une plaque perforée optimisée. Des essais expérimentaux utilisant la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) sont également réalisés pour valider les algorithmes évolutionnaires et les résultats numériques. Ces nouvelles méthodes développées sont appliqués à deux systèmes énergétiques dans le domaine des CSP : 1) distribution uniforme du fluide caloporteur dans une thermocline et 2) distribution optimisée de l'air pressurisé dans un récepteur solaire tubulaire afin de minimiser sa température maximale des parois. Enfin, les conclusions essentielles et les perspectives sont résumées. | ||
| 330 | |a The management of fluid flow distribution is a key issue for the design, the operation and the optimization of many industrial processes and energy conversion systems. This PhD dissertation concerns the development and implementation of novel methods for fluid flow distribution optimization and their applications in concentrated solar power (CSP) systems. This dissertation starts with a literature survey on the fluid flow maldistribution problems and their harmful consequences in process and energy engineering. The state-of-the-art on the conventional solutions to reach a uniform flow distribution is reviewed as well. Then a CFD-based evolutionary algorithm is developed to determine the optimal flow distribution for a defined objective function and under specific constraints, using a tubular solar receiver as an example. After that, a practical method for the realization of different target (both uniform and non-uniform) flow distributions among parallel channels is proposed, based on the insertion of a geometrically optimized perforated baffle. The experimental tests using Particle Image Velocimetry (PIV) techniques are also performed for the validation of the evolutionary algorithms as well as the numerical results. Later, the proposed novel methods are applied to two practical energy systems in CSP domain: 1) to achieve uniform flow distribution of heat transfer fluid in a single-tank thermocline, and 2) to achieve optimized flow distribution of pressurized air in a tubular CSP solar receiver subjected to a non-uniform solar irradiation, for minimizing its peak surface temperature. Finally, essential conclusions and perspectives are summarized. | ||
| 337 | |a Un logiciel capable de lire un fichier au format pdf | ||
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