#Conv Naturelle

Modes de Transfert (Jean-Christophe BATSALE)

Convection naturelle, mixte et forcée (Philippe REULET, Didier SAURY)

Le groupe thématique "convection naturelle, mixte, forcée" s'intéresse aux phénomènes d'échange de chaleur entre un écoulement et une paroi ou aux phénomènes de mélange et dilution en fluide anisotherme. Il s'agit principalement d'analyser ces phénomènes par des approches expérimentales et/ou numériques sur des configurations académiques ou industrielles (complexes). Du point de vue expérimental, les essais permettent de caractériser les transferts de chaleur à l'interface fluide/solide ou au sein même d’un fluide anisotherme. Ils visent également à mieux comprendre les caractéristiques des écoulements générant ces transferts de chaleur notamment à des fins d’optimisation. Cette caractérisation expérimentale fait donc appel à tous les moyens d'investigation pour les mesures de champ (vitesse et température) et les mesures pariétales (température, flux de chaleur). Du point de vue numérique, la détermination des échanges de chaleur pariétaux s'appuie sur la résolution des équations de Navier-Stokes, en faisant appel à des modèles de complexité croissante : approche moyenne RANS, approches instationnaires URANS, ZDES, LES, hybride (RANS-LES) voire DNS.

Exemples de champs d’application actuels:

La multiplicité des applications traitées couvre toute la gamme de régimes d’écoulement (laminaire, transitionnel et turbulent) correspondant à une large plage de variation de vitesses : des très faibles vitesses pour les écoulements de convection naturelle, aux très hautes vitesses en écoulement hypersonique (pour simuler la rentrée atmosphérique d'engins, par exemple). Certaines configurations font régulièrement l'objet de communications dans les congrès annuels de la SFT : impact de jet, convection naturelle en cavité fermée ou en canal, échangeur de chaleur, prise en compte du couplage convection/rayonnement…

Liens avec les autres groupes thématiques :

  • "Métrologie et Techniques Inverses" & "Transferts Interfaciaux solides" : caractérisation expérimentale des écoulements et des transferts de chaleur
  • Conduction-Thermocinétique" & "Rayonnement" : aspect couplages multiphysiques via des approches essentiellement numériques de l'écoulement couplées à d'autres phénomènes (conduction dans la paroi, rayonnement…).
  • Échangeurs", "Génie Climatique - Thermique de l'habitat", "Agro-alimentaire" : aspects applicatifs

Derniers évènements SFT de la section

  • « Convection naturelle dans les systèmes ouverts », 03/04/2013 : Journée SFT, Paris
  • « Convective Heat Transfer Enhancement», eurotherm Seminar n°96, 17-18 Sept. 2013

Congrès les plus représentatifs de la section

  • Français : SFT (Session « convection naturelle, mixte et forcée »), CFM (Session « Energétique, transferts de masse et de chaleur, combustion ») …
  • Internationaux : Séminaires « Eurotherm », ICHMT-Convective Heat and Mass Transfer, Congrès EUROTHERM (général tous les 4 ans), IHTC (général tous les 4 ans)…

Ouvrages de référence

Quelques ouvrages (liste non exhaustive…) :

  • BEJAN A. –– Convection heat transfer. John Wiley, 1984.
  • CEBECI T., BRADSHAW P. –– Physical and computational aspects of convective heat transfer. Springer-Verlag, 1984.
  • FORTIER A. –– Mécanique des fluides et transferts de chaleur et de masse par convection. Masson, 1975.
  • KAKAÇ S., YENER Y. –– Convective heat transfer. CRC Press, Boca Raton, Floride, 1995.
  • KAYS W.M., CRAWFORD M.E. –– Convective heat and mass transfer. Mc Graw Hill, 1993.
  • PADET J. –– Fluides en écoulement : Méthodes et Modèles. Masson, 1991 – 2ème édition (révisée et complétée) en libre accès sur le site www.sft.asso.fr (2010)
  • Techniques de l’ingénieur, « Transferts convectifs monophasiques » ref : BE8205, 8206, 8207.
  • Techniques de l’ingénieur, « Convection » ref : AF4080, AF4081

Ouvrages plus généraux abordant la convection (liste non exhaustive)

  • INCROPERA F.P., DEWITT D.P. –– Fundamentals of heat and mass transfer. John Wiley, 1985.
  • LEONTIEV A. –– Théorie des transferts de chaleur et de masse. Edition de Moscou, 1985.
  • MIDOUX N. –– Mécanique et rhéologie des fluides en génie chimique. Tec. Et Doc., Lavoisier, 1985.
  • SACADURA J.F., Coord. –– Transferts thermiques : Initiation et approfondissement. Tec et Doc., Lavoisier, 2015.
  • TAINE J., IACONA E., PETIT J.P. –– Transferts thermiques. Dunod, 2014.
  • ZUKAUSKAS A. –– High performance single phase heat exchangers. Hemisphere, 1989.
  • « Convection naturelle dans les systèmes ouverts », 03/04/2013 : Journée SFT, Paris

 



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