10H50 : n° 1429 Etude des mécanismes passifs d’intensification des transferts convectifs : Application aux échangeurs de chaleur

Jean-Luc HARION Daniel BOUGEARD Serge RUSSEIL
Ecole des Mines de Douai, PC2A-EI
La présentation est consacrée à l’étude des mécanismes d’intensification des transferts convectifs visant notamment à l’amélioration des performances des échangeurs de chaleur. Ces composants sont des éléments essentiels de très nombreux systèmes et procédés et sont, à ce titre, centraux dans des démarches d’optimisation énergétique de ces systèmes. Les recherches d’optimisation s’inscrivent pleinement dans le cadre d’une utilisation rationnelle de l’énergie, mais aussi d’une limitation de la pression sur les ressources naturelles que sont les énergies fossiles et les matières premières. En effet, les objectifs d’optimisation peuvent être multiples et concerner l’amélioration de l’efficacité énergétique, de la qualité de mélange dans des configurations d’échangeurs multifonctionnels, mais également la diminution de quantité de matière nécessaire à la fabrication du composant. Les techniques d’intensification des échanges présentées sont dites passives et consistent principalement à manipuler/organiser/contrôler l’écoulement par l’adjonction d’éléments perturbateurs qui créent des écoulements secondaires ou guident de manière adéquate les flux convectifs. Dans ce cadre, l’étude fine des champs dynamiques est nécessaire afin d’appréhender les structures tourbillonnaires à l’origine des échanges thermo-convectifs. Des techniques PIV sont ainsi mises en œuvre afin d’analyser la topologie des écoulements par identification des structures. La dissipation et les éventuelles interactions, la durée de vie des tourbillons sont des paramètres particulièrement importants vis-à-vis de l’échange convectif. Une investigation des champs thermiques est également nécessaire. La complémentarité des informations permet d’accroitre la compréhension des mécanismes convectifs. De plus, le couplage conducto-convectif incluant la conduction dans les parties solides (par exemple les ailettes) est un élément central. Parallèlement aux approches expérimentales, des simulations et analyses numériques (RANS, URANS ou LES) sont également conduites et apportent un éclairage et des informations complémentaires. Les simulations permettent également d’évaluer de nouvelles configurations géométriques. De plus, les simulations numériques CFD permettent de mettre en œuvre une méthodologie d’optimisation en les incluant à une boucle de calculs. Par exemple, boucle logicielle schématisée ci-dessous permet d’optimiser certains paramètres géométriques prédéfinis pour atteindre un ou plusieurs critères : minimisation de la puissance de ventilation d’un échangeur mono rang de tubes et ailettes, à encombrement et puissance thermique échangée constants.

11H30 : n° 123 Effect of cooling channels position on the shrinkage of plastic material during injection molding

Hamdy Hassan Nicolas Reginer Eric Arquis Guy Defayee
Laboratoire TREFLE
A mold for plastic part (Polystyrene) of T shape and having four cooling channels are assumed is the study. Different positions of the cooling channels are studied. A compressible fluid model for the physical system is presented. The compressible behavior of Polystyrene material according to the equation of state (P-v-T equation) is represented by Tait equation. A Cross type rheological model is assumed for the plastic material. The results show that the cyclic variation of the mold temperature reaches steady state after 15 cycles. They also show that the cooling channels position has a great effect on the shrinkage rate distribution through the product.

11H50 : n° 394 Identification de la conductivité anisotrope de laines minérales

Jean-François Witz Stéphane Roux François Hild Eric Mangematin
LMT-cachan
Pour identifier les propriétés régissant le transfert thermique dans les laines minérales, une méthode de recalage par éléments finis tridimensionnelle prenant en compte l'influence de l'anisotropie a été développée, et mise en oeuvre dans le cadre d'un essai plan-chaud en utilisant des mesures de champs de température par thermographie IR sur les faces libres de l'échantillon.