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Fiche descriptive
Caractérisation expérimentale et numérique du comportement rhéologique d'un fluide complexe : application à une mousse en écoulement dans un canal horizontal droit avec et sans singularités (Document en Anglais)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Chovet Rogelio
Date de soutenance : 17-07-2015
Directeur(s) de thèse : Aloui Fethi
Président du jury : Monnoyer de Galland François
Membres du jury : Aloui Fethi
- Ambari Abdelhak
- Dubar Laurent
- Mojtabi Abdelkader
- Souhar Mohamed
- Legrand Jack
- Peerhossaini Hassan
- Pierrat Daniel
Rapporteurs : Legrand Jack
- Peerhossaini Hassan
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Chovet, Rogelio
Nom
Chovet
Prénom
Rogelio
Nationalité
Français
Date de soutenance : 17-07-2015
Directeur(s) de thèse : Aloui Fethi
Aloui, Fethi
Nom
Aloui
Prénom
Fethi
Président du jury : Monnoyer de Galland François
Monnoyer de Galland, François
Nom
Monnoyer de Galland
Prénom
François
Membres du jury : Aloui Fethi
Aloui, Fethi
Nom
Aloui
Prénom
Fethi
Ambari, Abdelhak
Nom
Ambari
Prénom
Abdelhak
Dubar, Laurent
Nom
Dubar
Prénom
Laurent
Mojtabi, Abdelkader
Nom
Mojtabi
Prénom
Abdelkader
Souhar, Mohamed
Nom
Souhar
Prénom
Mohamed
Legrand, Jack
Nom
Legrand
Prénom
Jack
Peerhossaini, Hassan
Nom
Peerhossaini
Prénom
Hassan
Pierrat, Daniel
Nom
Pierrat
Prénom
Daniel
Rapporteurs : Legrand Jack
Legrand, Jack
Nom
Legrand
Prénom
Jack
Peerhossaini, Hassan
Nom
Peerhossaini
Prénom
Hassan
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Mécanique
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Mousse humideÉcoulementRhéologieConduite horizontaleSection carréeSingularitésVélocimétrie par Image de Particules (VIP)Méthode polarographiqueContrainte pariétaleMéthode conductimétriqueFilm liquideTaux de videCFDModèle de Bingham.
Fluides, Mécanique des -- Thèses et écrits académiquesVélocimétrie par images de particules -- Thèses et écrits académiquesConductimétrie -- Thèses et écrits académiquesRhéologie -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Ce travail porte sur l’étude expérimentale et numérique de l’écoulement des mousses humides dans un canal horizontal droit de section carrée avec ou sans singularités. Il est consacré tout particulièrement à déterminer les paramètres pertinents de l’écoulement dont la chute de pression longitudinale, les champs de vitesse de l’écoulement de mousse en proche parois, les épaisseurs de films liquides minces et épais en paroi et l’évolution de la contrainte pariétale pour une mousse humide dont la fraction gazeuse varie de 55 à 85% et la vitesse débitante de la mousse est 2, 4 puis 6 cm/s. Une fois ces paramètres déterminés en conduite horizontale droite, nous avons ensuite effectué des mesures sur différentes géométries représentant un élargissement brusque, une chicane verticale et écoulement de mousse autour d’un cylindre, dont le but est d’étudier la réorganisation de l’écoulement en vue de déterminer le comportement rhéologique des mousses en écoulement à l’aval et à l’amont des singularités. Finalement, une étude de simulation numérique (CFD) en utilisant les lois de comportement de type Bingham, pour fluides non newtoniens, a été effectuée afin de tester sa capacité de représenter des écoulements type mousse humide dans une conduite horizontale avec ou sans singularités. Nous avons vérifié tout d’abord l’évolution longitudinale de la pression statique qui est linéaire à l’amont comme à l’aval loin des zones influencées par les singularités. La chute de pression singulière reste à peu près constante pour une vitesse débitante donnée de la mousse. A? partir de la technique de Vélocimétrie par Image de Particule (PIV), nous avons déterminé les composantes de vitesse au voisinage immédiat des singularités. Ces mesures nous ont permis de mettre en évidence l’existence de différents régimes d’écoulement, et de déterminer la réorganisation et le comportement rhéologique de l’écoulement de mousse autour des géométries étudiées. L’analyse des mesures d’épaisseur de films liquides, obtenues par la méthode conductimétrique, indique que la paroi reste mouillée par un film liquide suffisamment épais pour qu’on puisse appliquer la méthode électrochimique. Les signaux polarographiques obtenus avec la mousse présentent alors de fortes fluctuations. La comparaison de celles-ci avec les contraintes pariétales déduites à partir des mesures de la chute de pression montre bien une bonne concordance. L’étude numérique (CFD), effectuée pour une fraction volumique de gaz égale à 70% et qui s’écoule avec une vitesse débitante de 2 cm/s, montre que le modèle rhéologique de Bingham pourrait être bien adapté à ce genre de mousse humide évoluant en écoulement en bloc.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : Mousse humideÉcoulementRhéologieConduite horizontaleSection carréeSingularitésVélocimétrie par Image de Particules (VIP)Méthode polarographiqueContrainte pariétaleMéthode conductimétriqueFilm liquideTaux de videCFDModèle de Bingham.
Fluides, Mécanique des -- Thèses et écrits académiquesVélocimétrie par images de particules -- Thèses et écrits académiquesConductimétrie -- Thèses et écrits académiquesRhéologie -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Ce travail porte sur l’étude expérimentale et numérique de l’écoulement des mousses humides dans un canal horizontal droit de section carrée avec ou sans singularités. Il est consacré tout particulièrement à déterminer les paramètres pertinents de l’écoulement dont la chute de pression longitudinale, les champs de vitesse de l’écoulement de mousse en proche parois, les épaisseurs de films liquides minces et épais en paroi et l’évolution de la contrainte pariétale pour une mousse humide dont la fraction gazeuse varie de 55 à 85% et la vitesse débitante de la mousse est 2, 4 puis 6 cm/s. Une fois ces paramètres déterminés en conduite horizontale droite, nous avons ensuite effectué des mesures sur différentes géométries représentant un élargissement brusque, une chicane verticale et écoulement de mousse autour d’un cylindre, dont le but est d’étudier la réorganisation de l’écoulement en vue de déterminer le comportement rhéologique des mousses en écoulement à l’aval et à l’amont des singularités. Finalement, une étude de simulation numérique (CFD) en utilisant les lois de comportement de type Bingham, pour fluides non newtoniens, a été effectuée afin de tester sa capacité de représenter des écoulements type mousse humide dans une conduite horizontale avec ou sans singularités. Nous avons vérifié tout d’abord l’évolution longitudinale de la pression statique qui est linéaire à l’amont comme à l’aval loin des zones influencées par les singularités. La chute de pression singulière reste à peu près constante pour une vitesse débitante donnée de la mousse. A? partir de la technique de Vélocimétrie par Image de Particule (PIV), nous avons déterminé les composantes de vitesse au voisinage immédiat des singularités. Ces mesures nous ont permis de mettre en évidence l’existence de différents régimes d’écoulement, et de déterminer la réorganisation et le comportement rhéologique de l’écoulement de mousse autour des géométries étudiées. L’analyse des mesures d’épaisseur de films liquides, obtenues par la méthode conductimétrique, indique que la paroi reste mouillée par un film liquide suffisamment épais pour qu’on puisse appliquer la méthode électrochimique. Les signaux polarographiques obtenus avec la mousse présentent alors de fortes fluctuations. La comparaison de celles-ci avec les contraintes pariétales déduites à partir des mesures de la chute de pression montre bien une bonne concordance. L’étude numérique (CFD), effectuée pour une fraction volumique de gaz égale à 70% et qui s’écoule avec une vitesse débitante de 2 cm/s, montre que le modèle rhéologique de Bingham pourrait être bien adapté à ce genre de mousse humide évoluant en écoulement en bloc.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
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Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-1815
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse