Interaction entre un jet et une enceinte : application à la maîtrise des températures dans des équipements frigorifiques - Génie des procédés frigorifiques pour la sécurité alimentaire et l'environnement Accéder directement au contenu
Hdr Année : 2008

(trad auto)Interaction between a jet and an enclosure: application to temperature control in refrigeration equipment

Interaction entre un jet et une enceinte : application à la maîtrise des températures dans des équipements frigorifiques

Résumé

Les objectifs de ce travail étaient d'apporter de nouvelles connaissances sur les écoulements et transferts dans des configurations peu étudiées et d'analyser leurs interactions en fonction des paramètres opératoires. La démarche scientifique a été menée avec une double approche expérimentale et numérique en combinant les outils de la Mécanique des Fluides et du génie des Procédés. Cette combinaison entre deux disciplines est pleinement justifiée par la complexité des configurations et des phénomènes et permet de conjuguer représentation globale des échanges et compréhension approfondie des mécanismes.Dans le cas d'un jet confinant une enceinte, ce sont de nouvelles formulations issues d'une modélisation systémique qui ont été établies pour quantifier les échanges entre les compartiments identifiées d'un tel système : soufflage, reprise, enceinte confinée et ambiance. Dans le cas de l'aéraulique en milieu confiné, la caractérisation les écoulements d'air autour et au sein des palettes a permis de mieux comprendre la nature des interactions aérodynamiques entre le jet et les palettes macro-poreuses qui composent le chargement, interactions qui affectent l'homogénéité de la ventilation et donc les niveaux de température des produits périssables transportés. L'étude paramétrique a également mis en évidence la nécessité de considérer le chargement comme un élément dans la conception aéraulique globale de la cavité ventilée et non comme un élément séparé. Les acquis peuvent être utilisés pour des applications offrant une problématique similaire: chambres froides, tunnels de refroidissement. Ce travail a permis aussi d'identifier de nouvelles pistes de recherche associées à des collaborations structurantes avec des laboratoires de Mécaniques des Fluides ou de Thermique, dont on peut citer : - Aéraulique des rideaux d'air perturbés - Jets d'air diphasiques - Lois d'interface - Etude des interactions aérodynamiques et thermiques en milieu confiné - Meilleure connaissance de la phénoménologie de la turbulence et des phénomènes de transfert dans les zones de stagnation.Après avoir été longuement soutenue par des développements issus de l'aéronautique et de l'automobile notamment avec des écoulements convectifs de type couche limite formalisés par des équations paraboliques, la mécanique des fluides trouve de nouveaux défis dans la problématique d'autres exemples comme ceux évoqués. C'est le cas des écoulements à faible vitesse fortement couplés aux transferts, où convection et diffusion sont du même ordre de grandeur et qui sont formalisés par des équations elliptiques préservant toute la non linéarité des équations de Navier-Stokes. Le cas de l'aéraulique en milieu confiné vient nous rappeler toute la complexité d'un écoulement non établi dominé par des interactions aérodynamiques entre milieu et libre et macro-poreux, entre convection naturelle et convection forcée, entre une turbulence bien développée et zones de stagnation, mais aussi entre l'amont et l'aval au travers des interfaces ajourées aux lois très peu connues.Ces nouvelles pistes de recherche illustrent aussi le rôle stratégique de l'UR GPAN du Cemagref quant au positionnement de ces thèmes à l'interface des sciences amont et des applications industrielles, positionnement qui exige une mobilisation des compétences scientifiques visant le remplacement de l'empirisme par le déterminisme dans le domaine des agro-équipements.

Mots clés

HDR
HDR
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-02591863 , version 1 (15-05-2020)

Identifiants

Citer

Jean Moureh. Interaction entre un jet et une enceinte : application à la maîtrise des températures dans des équipements frigorifiques. Sciences de l'environnement. 2008. ⟨tel-02591863⟩
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