Transfert de chaleur et de masse

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L'objectif général de cette demande est la compréhension des phénomènes qui ont lieu dans les installations de transfert de chaleur (échangeurs de chaleur, etc.) ou de transfert de chaleur et de masse (humidification de l'air, etc.). Les études en convection mixte d'origine thermique et celles, plus récentes et moins nombreuses, sur la convection mixte avec gradients de température et de concentration montrent que l'approche classique de modélisation (convection forcée) sous-estime les coefficients de transfert et la contrainte de cisaillement. Les concepteurs doivent donc appliquer des coefficients de sécurité importants qui conduisent au surdimensionne- ment des installations et recourir à des essais coûteux pour établir leur performance. Le 1er thème de la demande vise la résolution des équations modélisant l'écoulement confiné et chauffé d'un gaz à travers lequel se diffuse un deuxième gaz. Ils tiennent compte du changement de phase à la paroi, ou à l'interface du mélange gazeux et d'un liquide ruisselant sur la paroi, et du fait que les propriétés des fluides impliqués dépendent de la température et de la concentration. En régime laminaire on établira les conditions de renversement de l'écoulement qui peut causer des instabilités conduisant à la turbulence. En régime turbulent on étudiera les conditions de transition et de relaminarisation. À l'aide des résultats numériques et expérimentaux on établira des corrélations exprimant les nombres de Nusselt et de Sherwood en fonction des paramètres indépendants appropriés (Reynolds, etc.). Le 2e thème comprend des projets sur les échangeurs de chaleur et les caloporteurs non-conventionnels (coulis de glace et fluides avec MCP encapsulé). Dans le premier cas on développera des corrélations NTU-e qui tiennent compte de la dissipation, de la variation des propriétés et de la convection mixte. On étudiera aussi la réponse thermique et la stabilité de l'écoulement pour différents scénarios instation- naires à l'entrée. Pour les caloporteurs non-conventionnels dont l'utilisation est freiné par la méconnaissance de leurs propriétés on comparera des résultats expérimentaux avec les prédictions de différents modèles (fluide homogène ou à deux phases, Newtonien ou non) pour établir une modélisation fiable de leur comportement.