Effets de la rotation sur la dynamique des écoulements et des transferts thermiques dans les machines électriques tournantes de grande taille (Document en Français)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Lancial Nicolas
Date de soutenance : 28-11-2014
Directeur(s) de thèse : Harmand Souad
Président du jury : Monnoyer de Galland François
Membres du jury : Harmand Souad
- Beaubert François
- Poncet Sébastien
- Bakir Farid
- Solliec Camille
- Torriano Federico
- Rolland Gilles
Rapporteurs : Bakir Farid
- Solliec Camille
Laboratoire : Thermique, Ecoulement, Mécanique, Matériaux, Mise en forme, Production - TEMPO
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Lancial, Nicolas
Nom
Lancial
Prénom
Nicolas
Nationalité
Français
Date de soutenance : 28-11-2014
Directeur(s) de thèse : Harmand Souad
Harmand, Souad
Nom
Harmand
Prénom
Souad
Président du jury : Monnoyer de Galland François
Monnoyer de Galland, François
Nom
Monnoyer de Galland
Prénom
François
Membres du jury : Harmand Souad
Harmand, Souad
Nom
Harmand
Prénom
Souad
Beaubert, François
Nom
Beaubert
Prénom
François
Poncet, Sébastien
Nom
Poncet
Prénom
Sébastien
Bakir, Farid
Nom
Bakir
Prénom
Farid
Solliec, Camille
Nom
Solliec
Prénom
Camille
Torriano, Federico
Nom
Torriano
Prénom
Federico
Rolland , Gilles
Nom
Rolland
Prénom
Gilles
Rapporteurs : Bakir Farid
Bakir, Farid
Nom
Bakir
Prénom
Farid
Solliec, Camille
Nom
Solliec
Prénom
Camille
Laboratoire : Thermique, Ecoulement, Mécanique, Matériaux, Mise en forme, Production - TEMPO
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Mécanique. Énergétique, matériaux
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Machines tournantesEcoulement de Taylor-Couette-PoiseuilleConvection forcéeFil chaudS-PIVCaméra infrarougeMéthode inverseCFDCHTFEM.
Rotors -- Thèses et écrits académiquesÉcoulement en marche descendante -- Thèses et écrits académiquesThermocinétique -- Thèses et écrits académiquesÉcoulement instationnaire (dynamique des fluides) -- Thèses et écrits académiquesSimulation par ordinateur -- Thèses et écrits académiques
Résumé : EDF exploite sur son parc de production de nombreuses machines électriques tournantes. Les contraintes thermiques subies par celles-ci engendrent des échauffements locaux qui nuisent à leur intégrité. Le présent travail contribue à fournir des méthodes de calcul adaptées à la détection et à la localisation des points chauds. Il participe à améliorer la compréhension des écoulements en rotation et leurs effets sur les transferts thermiques. Plusieurs dispositifs expérimentaux, de complexité ascendante, ont été utilisés pour comprendre et valider les simulations numériques. Une première étude sur une marche descendante (demi-pôle) parcourue par un jet de paroi non-confiné a mis en avant des différences par rapport à un jet confiné ; ces deux cas existent dans un alternateur. Une seconde étude menée sur une cavité tournante confinée a analysé l’impact d’un écoulement de Taylor-Couette-Poiseuille sur la température et la position des points chauds créés, en balayant l’ensemble des régimes d’écoulement. Ces études ont mis en exergue une première méthode de calcul fiable, fondée sur l’étude numérique CHT. Une autre méthode, basée sur la FEM couplée à une méthode inverse, a été testée sur une maquette d’alternateur hydraulique afin de pallier aux temps de calcul longs de la première. Cette méthodologie remonte aux coefficients d’échanges convectifs numériques à partir des mesures du champ thermique du rotor, mais n’est envisageable que lorsque l’on dispose de données expérimentales suffisantes. Ces travaux ont aussi mis en évidence de nouvelles techniques de mesures sans contact, comme l’utilisation d’un pyromètre à haute fréquence pour la mesure de température sur des machines tournantes.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Machines tournantesEcoulement de Taylor-Couette-PoiseuilleConvection forcéeFil chaudS-PIVCaméra infrarougeMéthode inverseCFDCHTFEM.
Rotors -- Thèses et écrits académiquesÉcoulement en marche descendante -- Thèses et écrits académiquesThermocinétique -- Thèses et écrits académiquesÉcoulement instationnaire (dynamique des fluides) -- Thèses et écrits académiquesSimulation par ordinateur -- Thèses et écrits académiques
Résumé : EDF exploite sur son parc de production de nombreuses machines électriques tournantes. Les contraintes thermiques subies par celles-ci engendrent des échauffements locaux qui nuisent à leur intégrité. Le présent travail contribue à fournir des méthodes de calcul adaptées à la détection et à la localisation des points chauds. Il participe à améliorer la compréhension des écoulements en rotation et leurs effets sur les transferts thermiques. Plusieurs dispositifs expérimentaux, de complexité ascendante, ont été utilisés pour comprendre et valider les simulations numériques. Une première étude sur une marche descendante (demi-pôle) parcourue par un jet de paroi non-confiné a mis en avant des différences par rapport à un jet confiné ; ces deux cas existent dans un alternateur. Une seconde étude menée sur une cavité tournante confinée a analysé l’impact d’un écoulement de Taylor-Couette-Poiseuille sur la température et la position des points chauds créés, en balayant l’ensemble des régimes d’écoulement. Ces études ont mis en exergue une première méthode de calcul fiable, fondée sur l’étude numérique CHT. Une autre méthode, basée sur la FEM couplée à une méthode inverse, a été testée sur une maquette d’alternateur hydraulique afin de pallier aux temps de calcul longs de la première. Cette méthodologie remonte aux coefficients d’échanges convectifs numériques à partir des mesures du champ thermique du rotor, mais n’est envisageable que lorsque l’on dispose de données expérimentales suffisantes. Ces travaux ont aussi mis en évidence de nouvelles techniques de mesures sans contact, comme l’utilisation d’un pyromètre à haute fréquence pour la mesure de température sur des machines tournantes.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
Format : PDF
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-1755
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse