Sommaire: Modélisation des écoulements transitoires et du transfert de chaleur dans les conduites en charge

Introduction
1. Problématique
2. Objectifs
3. Plan du travail
Chapitre I : Généralités sur les écoulements transitoires dans les conduites en charge.
1. Présentation du phénomène transitoire en charge
1.1. Définition
1.2. Causes du régime transitoire en charge
1.2.1. Risques du coup de bélier
1.2.2. Augmentations de pression
1.2.3. Baisses de pression
2. Mécanisme de formation et de propagation des ondes
3. Comportement des ondes élastiques
3.1. Propagation et réflexion
3.2. Résonance
Conclusion
Chapitre II : Transfert de chaleur dans les conduites en charge.
Introduction
1. Modèles de comportement
2. Propriétés thermiques du fluide
2.1. Masse volumique
2.2. Module de compressibilité
2.3. Dilatation thermique
2.4. Viscosité
2.5. Conductivité thermique
2.6. Chaleur spécifique
3. Transfert de chaleur
3.1. Transfert De La Chaleur Par Convection
3.1.1. La convection forcée
3.1.2. La Convection libre ou naturelle
3.1.3. Valeur du coefficient « hc»
3.2. Transfert thermique en écoulement établi dans une conduite en charge
3.3. Transfert thermique établi avec température de paroi constante
Conclusion
Chapitre III: Modélisation mathématique des écoulements transitoires en charge avec transfert de chaleur.
Introduction
1. Hypothèses de base
2. Développement des équations fondamentales de l’écoulement transitoire en charge.
2.1. Théorème des quantités de mouvement
2.2. L’équation de continuité
2.2.1. Compressibilité de l’eau.
2.2.2. L’élasticité de la conduite
2.2.3. L’effet thermique et la compressibilité de l’eau
3. La valeur de la vitesse de propagation d’onde
4. Simplification des équations du mouvement transitoire
5. Intégration du système
6. Interprétation physique des équations d’Allievi
Chapitre IV: Modélisation numérique des écoulements transitoires en charge avec transfert de chaleur.
Introduction
1. L’analyse numérique des équations aux dérivées partielles
2. Discrétisation spatiale et temporelle
3. La méthode des différences finies
3.1. Problème transitoire et schémas explicite/implicite
3.1.1. Schéma décentré amont explicite
3.1.2. Schéma implicite de PREISSMANN
4. La méthode des caractéristiques
4.1. Principe
5. Consistance, Stabilité et Convergence
5.1. Consistance
5.2. Stabilité
5.3. Convergence
5.4. Condition de stabilité CFL
5.5. Théorème de LAX
5.6. Théorème de Lax-Wendroff
6. Discrétisation des équations de l’écoulement transitoire par la méthode des différences finies
6.1. Suivant le schéma décentré amont explicite
6.2. Suivant le schéma implicite de PREISSMAN
7. Discrétisation des équations de l’écoulement transitoire par la méthode des caractéristiques
7.1. Intégration du système différentiel
Conditions aux limites
Chapitre V: Simulation des écoulements transitoires en charge avec
transfert de chaleur.
Introduction
1. Le logiciel AFT IMPULSE
2. Modèle de simulation
2.1. Hypothèse de base
2.2. Données de simulation
3. Résultats de simulation
Chapitre VI: Interprétation des résultats.
Introduction
1. Analyse des résultats
1.1. Mécanisme du phénomène
1.2. Effet thermique
1.2.1. La célérité « a »
1.2.2. Les surpressions « H »
1.2.3. Les dépressions « H max»
1.2.4. Les débits maximaux « Q min »
1.2.5. Les débits maximaux « Q max »
1.3. Interprétation des résultats min
Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie

 Extrait du mémoire modélisation des écoulements transitoires et du transfert de chaleur dans les conduites en charge

Chapitre I: Généralités sur les écoulements transitoires dans les conduites en charge.

Modélisation des écoulements transitoires
1.Présentation du phénomène transitoire en charge: la modification des contraintes locales dans un milieu matériel continu, engendre un déséquilibre ou une perturbation de l’état initial, cette perturbation se manifeste souvent sous la forme d’ondes qui se propagent avec une vitesse constante, partantes de la source de la perturbation, vers toutes les directions. Dans le cas d’un écoulement en charge, le phénomène transitoire résulte généralement du changement des caractéristiques hydrauliques d’un régime d’écoulement permanent que ça soit la vitesse ou bien la pression en fonction du temps, et il en résulte la création des ondes de pression ou de dépression qui se propagent tout au long du conduit.

Modélisation des écoulements transitoires
A signaler que dans le cas où la conduite contient un système élastique local, tel qu’une surface libre déformable (cheminée d’équilibre) ou des poches d’air comprimé (réservoir d’air), on aura une oscillation en masse. Dans notre cas nous nous intéresserons qu’aux systèmes fermés dépourvu de tout contact ou transfert d’énergie mécanique, autrement dit on parlera que des ondes élastiques.

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