Le refroidissement des parois de chambre de combustion des turbines aéronautiques est assuré au moyen d’une technique d’injection d’air frais par multiperforation. Dans le cas de 1 à 9 rangées de 8 ...trous droits en quinconce, des profils de température moyenne ont été mesurés orthogonalement à la paroi d’injection dans un écoulement transversal perturbé par des jets. Des variations de température de paroi
T
p ont été mesurées simultanément le long de la paroi multiperforée. Ces expériences ont été faites pour trois cas thermiques qui sont fonction des températures
T
e de l’écoulement principal,
T
i de l’écoulement injecté et de la densitéde flux
ϕ
dissi dissipée électriquement à la paroi. Trois taux d’injection
M=
ρ
i
U
i/
ρ
e
U
e sont imposés. Les résultats sont comparés au cas de référence sans trou. L’examen des profils de température moyenne a permis de définir un nombre minimum de rangées à partir duquel la couche de refroidissement est formée. Deux modélisations des échanges convectifs à 2 coefficients d’échange sont présentées et permettent chacune de modéliser les 3 cas thermiques. Elles tiennent compte des 3 températures caractéristiques du problème (
T
e,
T
i et
T
p). Un modèle des échanges convectifs est retenu et dans le cas de 9 rangées, des mesures de températures pariétales par thermographie infrarouge sont effectuées.
Pour cinq taux d’injection M, 4 zones de variations ainsi qu’une influence particulière de M sur les 2 coefficients sont mises en évidence.
The protection of the combustion wall chamber of aeronautic propeller is assumed with a full coverage film cooling. In the case of 1–9 rows of eight staggered holes, we have measured several profiles of temperature in the mainstream perturbed by jets. Variations of wall temperatures
T
p have been measured simultaneously along the wall. Those experiences have been performed for three thermal cases, which are a function of the mainstream temperature
T
e, the injected temperature
T
i and the electrical density
ϕ
dissi. imposed at the wall. Three blowing rates
M=
ρ
i
U
i/
ρ
e
U
e are imposed too. The results are compared with the reference case without holes. The exam of the temperature profiles allows us to find a minimum number of rows to create a homogeneous cold layer. Two schemes of the convective heat transfer with two coefficients are presented and allow to represent each of the three thermal cases for the three blowing rates. Those models take into account of the three characteristic temperatures (
T
e,
T
i and
T
p). One model is studied for 9 rows with infrared thermography. For five blowing rates, four zones of variations and an influence of
M on the two coefficients are underlined.
Cet article a pour objet la prévision numérique d'écoulements turbulents isothermes de mélange gazeux binaire. Une procédure de prévision des écarts entre grandeurs statistiques au sens de Favre et ...grandeurs statistiques au sens de Reynolds à partir d'un modèle au second ordre en moyennes de Favre est proposée. Cette procédure utilise des relations de passage entre grandeurs statistiques, relations qui s'appuient sur l'équation d'état du mélange et qui s'expriment à l'aide de corrélations faisant intervenir la fluctuation de la fraction massique de l'un des constituants du mélange. La validité de cette méthode de prévision d'écarts est testée par référence aux résultats expérimentaux bien documentés de Panchapakesan et Lumley relatifs au développement d'un jet d'hélium dans de l'air au repos.
Coupled heat and mass transfer by natural convection in a rectangular cell of aspect ratio 10 is studied in steady state numerically and experimentally. A wall on which flows a water film is ...submitted to a constant heat flux while the parallel wall is maintained at a constant temperature. The study aims at the improvement of distillation rate in solar distillation systems. Equations are solved by a finite-volume technique and provide the temperature, concentration and velocity fields in the gas phase for different heat fluxes. The simulation study allowed one to quantify the influences on the mean distillation flowrate of many parameters such as the heat flux, the temperature and the flowrate of the feed water, the temperature of the condensation wall, and the form factor of the cell. Experimental results obtained on a pilot cell concerning desalinated water production confirm the simulation results. For a heat flux equal to
1000
W
m
−2
, a yield equal to 0.7 is commonly obtained.
Les transferts couplés de matière et de chaleur par convection naturelle sont étudiés en régime permanent numériquement et expérimentalement au cours de l'évapo-condensation dans une cavité rectangulaire de rapport géométrique 10. Une paroi sur laquelle ruisselle un film d'eau est soumise à une densité de flux de chaleur constante tandis que la paroi parallèle est maintenue à une température basse. L'étude vise de manière générale à l'amélioration de la distillation dans les systèmes de dessalement solaire. Les équations sont résolues par une méthode de volumes finis et fournissent les champs de température, concentration et vitesse dans la phase gazeuse pour différentes densités du flux de chaleur. L'étude par simulation a permis de quantifier les influences sur le débit moyen de distillation de nombreux paramètres tels que le flux de chauffage, la température et le débit de l'eau d'alimentation, la température de la paroi de condensation, le facteur de forme de la cellule. Les résultats expérimentaux obtenus sur une cellule pilote concernant la production d'eau dessalée confortent les résultats de simulation. Pour une densité de flux de chaleur de
1000
W
m
−2
, un rendement de 0,7 est couramment atteint.
On évalue différentes formulations eulériennes aptes au traitement de problèmes à interfaces entre fluides compressibles. La difficulté dans ce type de problème réside dans le calcul des variables ...thermodynamiques dans les zones de diffusion numérique produites aux interfaces. En effet, tout schéma eulérien diffuse artificiellement les discontinuités de contact (ou interfaces) et produit donc un mélange artificiel pour lequel la détermination de l'état thermodynamique est difficile. De plus, lorsque l'état thermodynamique est mal déterminé, les méthodes échouent très rapidement en raison de pressions négatives ou d'arguments négatifs dans le calcul de la vitesse du son. Les modèles et les méthodes de résolution qui sont évaluées n'ont jamais été examinées pour le calcul de la température aux interfaces. L'examen des défauts et avantages de ces formulations nous conduit à en rejeter certaines et à en proposer une nouvelle, très efficace. Ce nouveau modèle est accompagné de son schéma numérique. On présente ensuite le traitement des transferts diffusifs aux interfaces, puis un exemple de résolution en deux dimensions d'espace. L'évaluation est effectuée sur une série de problèmes possédant des solutions exactes.
We examine various formulations for the numerical resolution of interface problems with compressible fluids. The difficulty with this type of problem resides in the computation of the thermodynamic variables inside the numerical diffusion zone at the interfaces. Indeed, any Eulerian numerical scheme produces artificial diffusion zones at the interfaces and produces consequently an artificial mixture for which the determination of thermodynamic variables is difficult. An inaccuracy in their determination induces failure of the computation (negative pressure or negative argument in the sound speed computation). Moreover, these models and methods have never been examined for the temperature computation. The examination of their drawbacks results in the rejection of some of them and to the proposition of a very efficient new model. This model is presented with its own numerical method. We then explain the way to solve for heat diffusion at the interface and give a computational example in two dimensions. The evaluation of these models is achieved over a series of problems with exact solutions.
Le transport de matière dans les écoulements tourbillonnaires de Taylor–Couette et Poiseuille est étudié expérimentalement à l'aide de l'injection d'un indicateur coloré et de particules, et d'une ...méthode électrochimique. Une cavité annulaire, avec un rapport entre les rayons intérieur et extérieur de 0.5, a été construite de manière à ce que le cylindre extérieur soit fixe et que le cylindre intérieur puisse tourner. En l'absence de circulation axiale forcée, l'écoulement de Taylor–Couette a été observé et le nombre de Sherwood pour la dispersion radiale a été mesuré. Lorsqu'un faible débit axial est imposé (
Re
a<10), un mécanisme pour la dispersion axiale proche de celui de la propagation d'un train d'onde dans un milieu dispersif a été avancé en se basant sur les résultats des observations.
Mass transport in Taylor–Couette and Poiseuille vortex flows has been experimentally investigated by dye injection, particle tracking and electrochemical techniques. An annular cavity has been built with an inner/outer radius ratio of 0.5, with a fixed outer cylinder and a rotating inner one. Without any axial flow, the standard Taylor–Couette flow was observed and the Sherwood number for radial dispersion measured. When a low axial flow rate was imposed (
Re
a<10), a mechanism for axial dispersion similar to the dispersion of a wave packet was drawn from visualization results.
