Thermoacoustique et écoulements secondaires : à la recherche du vent acoustique Philippe DEBESSE JDD 2005.

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1 Thermoacoustique et écoulements secondaires : à la recherche du vent acoustique
Philippe DEBESSE JDD 2005

2 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
Plan de l’exposé La Thermoacoustique : principe fondamental Une des problématiques de la Thermoacoustique : le vent acoustique. Journée des Doctorants du LIMSI 2005

3 Le phénomène en thermoacoustique
De quoi a-t-on essentiellement besoin ? Résonateur Un gaz Générateur d’onde de pression (acoustique) Milieu poreux comme un empilement de plaques Journée des Doctorants du LIMSI 2005

4 Au cœur du phénomène : mode réfrigérateur
Flux conductif Flux thermoac. Pression forte P+ Pression faible P- - Extraction de la chaleur dans la zone froide - Transport de la chaleur vers la zone chaude Journée des Doctorants du LIMSI 2005

5 Phénomène global (réfrigérateur)
Flux conductif Flux thermoacoustique P- P+ Extraction et transport de proche en proche de la chaleur le long de la plaque = refroidissement Journée des Doctorants du LIMSI 2005

6 Au cœur du phénomène : mode moteur
Flux conductif Flux thermoacoustique Pression forte P+ Pression faible P- - Extraction de la chaleur dans la zone chaude amplification de l’onde - Transport de la chaleur vers la zone froide Journée des Doctorants du LIMSI 2005

7 Exemple de système expérimental
2 cm de long 15 cm de long Epaisseur ~quelques 10µm ~qq 10µm Système réfrigérateur Système moteur 5 à 30bar +25°C -1°C 40°C +500°C Résonateur Un gaz Générateur d’onde de pression (acoustique) Système réfrigérateur Système moteur : générateur d’onde Résonateur Journée des Doctorants du LIMSI 2005

8 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
Plan de l’exposé La Thermoacoustique : What is that ? Une des problématiques de la Thermoacoustique : les écoulements secondaires. Journée des Doctorants du LIMSI 2005

9 Les écoulements secondaires
Écoulements venant se superposer aux mouvements oscillatoires du fluide liés à l’acoustique. Différents types (non exhaustifs) le vent acoustique dit « Streaming de Gedeon » le vent acoustique dit « Streaming de Rayleigh» les jets en sortie d’empilements de plaques … Journée des Doctorants du LIMSI 2005

10 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
Streaming de Gedeon Réfrigérateur Écoulement de translation se rajoutant à l’écoulement oscillant Tend à diminuer le rendement thermoacoustique Journée des Doctorants du LIMSI 2005

11 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
Streaming de Gedeon Réfrigérateur Moteur Streaming de Gedeon dans les systèmes en boucle Journée des Doctorants du LIMSI 2005

12 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
Streaming de Rayleigh Cellules de recirculation apparaissant Tend à diminuer le rendement thermoacoustique Journée des Doctorants du LIMSI 2005

13 Les jets en sorties d’empilements
Tourbillons Jet Apparition possible de tourbillons Effets quasiment inconnus Journée des Doctorants du LIMSI 2005

14 Journée des Doctorants du LIMSI 2005
L’objectif de la thèse Monter un banc expérimental de vélocimétrie laser par image de particules (PIV) pour : Visualiser et mesurer certains de ces écoulements secondaires Les étudier et confronter les résultats avec des données numériques déjà existantes Contrôler ces écoulements si ils sont défavorables au phénomène thermoacoustique Journée des Doctorants du LIMSI 2005

15 vitesse des particules :
Principe de la PIV p1 p2 p3 p4 image à l’instant t résonateur verre image à l’instant t+dt p3’ p1’ p2’ p4’ dx vitesse des particules : Laboratoire d’Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l’Ingénieur – UPR 3251

16 Exemple de configurations à construire
résonateur Tube verre Tube verre Tube verre résonateur bride de maintien Empilement invisible Journée des Doctorants du LIMSI 2005

17 Exemple de configurations à construire
Tube verre résonateur Journée des Doctorants du LIMSI 2005