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Sur Letablissement Et La Resolution De Lequation Du Transfert Radiatif Pour Les Plasmas Thermiques Non Degeneres Faiblement Relativistes
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Book Synopsis SUR L'ETABLISSEMENT ET LA RESOLUTION DE L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF POUR LES PLASMAS THERMIQUES NON-DEGENERES FAIBLEMENT RELATIVISTES by : FABRICE.. LARERE
Download or read book SUR L'ETABLISSEMENT ET LA RESOLUTION DE L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF POUR LES PLASMAS THERMIQUES NON-DEGENERES FAIBLEMENT RELATIVISTES written by FABRICE.. LARERE and published by . This book was released on 1994 with total page 317 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA THESE SOUTENUE PORTE SUR LA PHOTO-HYDRODYNAMIQUE, DECRITE MACROSCOPIQUEMENT PAR LA MECANIQUE DES FLUIDES RELATIVISTE ET MICROSCOPIQUEMENT PAR L'ELECTRODYNAMIQUE QUANTIQUE, LA LIAISON ENTRE LES DEUX DESCRIPTIONS ETANT EFFECTUEE PAR LA THEORIE CINETIQUE AU SENS DE BOLTZMANN. LA PREMIERE PARTIE DE LA THESE EST CONSACREE A L'ETABLISSEMENT DES EQUATIONS DE LA PHOTOHYDRODYNAMIQUE: LA MECANIQUE ET LA THERMODYNAMIQUE DES FLUIDES RELATIVISTES SONT PRESENTEES A PARTIR DES THEOREMES DE CAUCHY ET DE REYNOLDS POUR L'ASPECT CINEMATIQUE DE LA THEORIE, ET LES EQUATIONS FONDAMENTALES LOCALES SONT DIRECTEMENT ISSUES DES LOIS DE NEWTON ET DU SECOND PRINCIPE. LA THEORIE CINETIQUE EST EXPOSEE DE MANIERE PHENOMENOLOGIQUE. LA DEUXIEME PARTIE DE LA THESE A POUR CADRE LA PHOTO-HYDRODYNAMIQUE D'UN PLASMA HYDROGENE THERMIQUE, NON-DEGENERE, TOTALEMENT IONISE ET FAIBLEMENT RELATIVISTE, DOMINE PAR LA COLLISION COMPTON ET LES BREMSSTRAHLUNG ELECTRON-ELECTRON ET ELECTRON-PROTON. LES TERMES DE COLLISIONS SONT DEVELOPPES EN BASSE TEMPERATURE ET EN ENERGIE DE PHOTON EN UTILISANT DE NOUVELLES METHODES, CONDUISANT ENTRE AUTRES A LA GENERALISATION DE L'EQUATION DE KOMPANNETS. L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF EST ENSUITE EXPLICITEMENT RESOLUE DANS L'APPROXIMATION DE LA DIFFUSION (PROBLEME DE THOMAS), SELON UNE METHODE OPERATORIELLE. ENFIN, L'EQUATION D'ETAT ET LES COEFFICIENTS DE TRANSPORT RADIATIFS SONT EXPRIMES PAR DES MOYENNES DE ROSSELAND, ET ETUDIES NUMERIQUEMENT
Book Synopsis ETUDE DU TRANSFERT RADIATIF DANS LES PLASMAS THERMIQUES by : AHMED.. ERRAKI
Download or read book ETUDE DU TRANSFERT RADIATIF DANS LES PLASMAS THERMIQUES written by AHMED.. ERRAKI and published by . This book was released on 1999 with total page 197 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE DU TRANSFERT RADIATIF DANS LES PLASMAS THERMIQUES DEPEND FORTEMENT DE LA NATURE DU GAZ DANS LEQUEL IL EST ETABLI ET SON ROLE DEPEND ESSENTIELLEMENT DU TYPE D'APPLICATION. AINSI DANS LE CAS DES MELANGES GAZ - VAPEURS METALLIQUES, LE RAYONNEMENT EST UN FACTEUR TRES IMPORTANT DANS LE BILAN ENERGETIQUE DE L'ARC, CE QUI EST LE CAS DES ARCS INDUSTRIELS DE FORTE PUISSANCE, EN PARTICULIER CEUX LIES A LA METALLURGIE, TELS LES ARCS TRANSFERES OU LES FOURS A ARCS. DE MEME LE COMPORTEMENT DES ARCS A FORT COURANT EST GOUVERNE EN GRANDE PARTIE PAR LE RAYONNEMENT ; C'EST LE CAS DES ARCS DE DISJONCTEURS A SF 6. DANS CETTE ETUDE, NOUS NOUS SOMMES DONC PROPOSES DE CALCULER LE TRANSFERT RADIATIF, DANS LES MELANGES D'ARGON-FER A PRESSION ATMOSPHERIQUE, ET DANS LE SF 6 A HAUTE PRESSION. EN GENERAL, LE CALCUL SE FAIT A PARTIR DE LA RESOLUTION DE L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF. CETTE EQUATION EST DIFFICILE A RESOUDRE, A CAUSE DE LA COMPLEXITE DE LA REPARTITION SPECTRALE DU RAYONNEMENT ET DE L'EXISTENCE DES GRADIENTS DE TEMPERATURE, DE PRESSION ET DE CONCENTRATION. DANS UNE PREMIERE ETAPE, ON A CONSIDERE LE MILIEU EN EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL ET DEUX METHODES APPROCHEES DU CALCUL DE TRANSFERT RADIATIF ONT ETE DEVELOPPEES : - LA METHODE DU COEFFICIENT D'EMISSION NETTE EN MILIEU HOMOGENE ET ISOTHERME QUI PERMET DE CALCULER AVEC UNE ASSEZ BONNE PRECISION, LA PUISSANCE RAYONNEE PAR LES REGIONS CHAUDES DU PLASMA ET DONC D'EN DEDUIRE LA TEMPERATURE DANS CES REGIONS. - LA METHODE DU COEFFICIENT MOYEN D'ABSORPTION OU APPROXIMATION DU CORPS GRIS : ELLE EST FONDEE SUR LE DECOUPAGE DU SPECTRE EN QUELQUES BANDES SPECTRALE, LE COEFFICIENT D'ABSORPTION TOTAL PAR BANDE ETANT CONSTANT, POUR UNE TEMPERATURE DONNEE. CETTE METHODE CONSISTE A ETABLIR UNE BANQUE DE DONNEES DIRECTEMENT UTILISABLE DANS DES MODELES D'ARCS AFIN D'ETUDIER L'EMISSION ET L'ABSORPTION DES PLASMAS THERMIQUES. LES RESULTATS MONTRENT UNE FORTE ABSORPTION DU RAYONNEMENT DANS LE GAZ FROID, LORSQUE L'ARC EST ETABLI DANS UN GAZ MOLECULAIRE. L'ABSORPTION EST AUSSI TRES IMPORTANTE DANS L'U.V ET PEUT ATTEINDRE 90% DU RAYONNEMENT EMIS PAR LES REGIONS CHAUDES. LA DEUXIEME ETAPE CONSISTE A TRAITER LE TRANSFERT RADIATIF EN TENANT COMPTE A LA FOIS DE LA STRUCTURE REELLE DU SPECTRE ET DES GRADIENTS DE TEMPERATURE OU DE DENSITES DE PARTICULES, CECI DANS LE BUT DE MODELISER LE MILIEU AVEC PLUS DE PRECISION. LA METHODE PROPOSEE EST APPELEE METHODE DES CARACTERISTIQUES PARTIELLES, ELLE PERMET EGALEMENT DE DETERMINER LE CHAMP DE LA TEMPERATURE DANS TOUTES LES REGIONS DE L'ARC ; C'EST UNE METHODE PLUS PRECISE MAIS SON UTILISATION DANS LES MODELES EST PLUS COMPLEXE. LES COMPARAISONS DES TROIS METHODES POUR LES GAZ ETUDIES ET POUR DIFFERENTS PROFILS DE TEMPERATURE, MONTRENT UN BON ACCORD DANS LES REGIONS LES PLUS CHAUDES ET UN ACCORD RAISONNABLE DANS LES ZONES TIEDES ET FROIDES.
Book Synopsis Améliorations des méthodes de calcul du transfert radiatif dans des plasmas thermiques by : Hery Zo Randrianandraina
Download or read book Améliorations des méthodes de calcul du transfert radiatif dans des plasmas thermiques written by Hery Zo Randrianandraina and published by . This book was released on 2011 with total page 115 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: A cause de sa forte dépendance géométrique et spectrale, la prise en compte du rayonnement et du transfert radiatif dans les modèles se fait à travers des méthodes approchées. Pour valider leur utilisation et apporter d'éventuelles améliorations, nous confrontons ces méthodes à un calcul " exact ". Dans ce travail, nous décrivons finement le spectre d'un plasma de SF6 avec près de 300000 points en fréquence (ou longueur d'onde). A partir de ce découpage, nous avons calculé la divergence du flux radiatif soit à partir de la méthode approchée du coefficient d'emission nette (CEN) basée sur une simplification géométrique du plasma, soit à partir de coefficients moyens d'absorption (CMA) obtenus après découpage du spectre en 7 intervalles spectraux pour lesquels le rayonnement est supposé invariant avec la fréquence dans chacun d'entre eux, soit à partir d'un calcul " exact " correspondant à la résolution directe de l'équation du transfert radiatif. Nous avons également calculé le flux radiatif à partir des deux dernières méthodes, le coefficient d'émission nette ne permettant pas le calcul de cette grandeur. Les différentes étapes de calcul y sont présentées mettant en évidence l'influence de certains paramètres comme le nombre de points utilisés pour discrétiser le spectre, l'erreur commise lors de l'utilisation du facteur de fuite revenant à négliger le chevauchement des raies, les largeurs des raies à considérer pour le calcul des profils correspondant, le nombre de directions à prendre en compte dans le calcul de la divergence du flux radiatif...Pour la détermination des coefficients moyens d'absorption, plusieurs moyennes ont été testées: moyenne de Planck, moyenne de Rosseland et moyenne classique. Les calculs ont été réalisés pour des configurations simples (1D, 2D et 3D) simulant un plasma cylindrique dont la température ne varie qu'en fonction du rayon. Une grande partie de ce travail porte sur la comparaison des résultats obtenus par le calcul " exact " avec ceux déduits des différentes approchées dans le but de valider leur utilisation ainsi que leur précision. L'analyse des résultats obtenus nous amène à définir de nouveaux intervalles spectraux et de nouvelles moyennes comme par exemple la combinaison de la moyenne de Planck et de la moyenne classique. Cette étude a été effectuée pour unplasma de SF6 utilisé dans les disjoncteurs à haute tension, mais pourrait être généralisée pour tout plasma thermique à condition que l'équilibre thermodynamique local soit réalisé.
Book Synopsis CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF DANS UN PLASMA D'AIR by : YASMAN.. NAGHIZADEH KASHANI
Download or read book CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF DANS UN PLASMA D'AIR written by YASMAN.. NAGHIZADEH KASHANI and published by . This book was released on 1999 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF CONSTITUE UNE ETAPE ESSENTIELLE DANS LA MODELISATION NUMERIQUE DES PLASMAS THERMIQUES. LE RAYONNEMENT DEPEND FORTEMENT DE LA NATURE DU GAZ DANS LEQUEL IL EST ETABLI ET PEUT JOUER UN ROLE IMPORTANT DANS DIVERSES APPLICATIONS. DANS LE CAS D'UN GAZ MOLECULAIRE TEL QUE L'AIR, LE RAYONNEMENT EMIS PAR LES REGIONS CHAUDES EST FORTEMENT ABSORBE DANS LES REGIONS FROIDES PAR LES MOLECULES. IL EXISTE DE NOMBREUSES APPLICATIONS FAISANT INTERVENIR DES PLASMAS ETABLIS DANS L'AIR : TORCHES A PLASMA POUR LA PROJECTION ; PLASMAS DE RENTREE ATMOSPHERIQUE ; FOURS A ARC EN SIDERURGIE ET LA SYNTHESE DE NO EN CHIMIE. LE CALCUL DU RAYONNEMENT S'EFFECTUE A PARTIR DE L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF QUI EST DIFFICILE A RESOUDRE A CAUSE DE LA COMPLEXITE DE LA REPARTITION SPECTRALE DU RAYONNEMENT ET DE L'EXISTENCE DES GRADIENTS DE TEMPERATURE, DE PRESSION ET DE CONCENTRATION. UNE PART IMPORTANTE DE CE TRAVAIL DE THESE CONCERNE L'ETUDE DES BANDES MOLECULAIRES DE L'AIR EMISES PAR LES ESPECES N 2, O 2, NO, N 2 +. DEUX METHODES APPROCHEES DE CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF ONT ETE PRESENTEES DANS CE TRAVAIL, EN SUPPOSANT LE MILIEU EN EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL : - METHODE DU COEFFICIENT D'EMISSION NETTE EN MILIEU HOMOGENE ET ISOTHERME QUI PERMET DE CALCULER LA TEMPERATURE DANS LES REGIONS CHAUDES AVEC UNE PRECISION CONVENABLE. - METHODE DU COEFFICIENT MOYEN D'ABSORPTION QUI CONSISTE A DECOUPER LE SPECTRE DE FREQUENCE EN QUELQUES INTERVALLES EN SUPPOSANT QUE SUR CHAQUE INTERVALLE SPECTRAL LE COEFFICIENT D'ABSORPTION TOTAL RESTE CONSTANT. LES BANQUES DE DONNEES OBTENUES PAR CES DEUX METHODES ONT ETE APPLIQUEES AU CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF DANS LE CAS SIMPLE MONODIMENTIONNEL ET SUIVANT UN PROFIL DE TEMPERATURE. IL EST MONTRE QUE L'ABSORPTION EST TRES IMPORTANTE DANS LA GAMME U.V. ET QU'UNE FAIBLE EPAISSEUR D'AIR FROID AUTOUR DU PLASMA AUGMENTE CONSIDERABLEMENT L'ABSORPTION.
Book Synopsis Calcul du transfert radiatif dans des arcs et des plasmas thermiques by : Hassan Riad
Download or read book Calcul du transfert radiatif dans des arcs et des plasmas thermiques written by Hassan Riad and published by . This book was released on 1996 with total page 10 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL CONSISTE A CALCULER LA PUISSANCE TRANSPORTEE PAR RAYONNEMENT DANS LES PLASMAS THERMIQUES ETABLIS DANS UN GAZ A UNE SEULE ESPECE OU A PLUSIEURS ESPECES. CE CALCUL A ETE EFFECTUE A PARTIR DE L'EQUATION DU TRANSFERT RADIATIF QUI EST DIFFICILE A RESOUDRE A CAUSE DE LA COMPLEXITE DE LA REPARTITION SPECTRALE DU RAYONNEMENT ET DE L'EXISTENCE DES GRADIENTS DE TEMPERATURE, DE PRESSION ET DE CONCENTRATION. POUR CES RAISONS, LE CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF A ETE BASE SUR DES METHODES APPROXIMATIVES. ON SUPPOSE QUE LE MILIEU EST EN E.T.L. ET NON DIFFUSIF ET ON A DEVELOPPE LES METHODES SUIVANTES: - METHODE DU COEFFICIENT D'EMISSION NETTE, EN MILIEU HOMOGENE ET ISOTHERME, QUI A ETE APPLIQUEE AU CAS D'UN PLASMA D'ARC ELECTRIQUE POUR LES GAZ SUIVANTS: HYDROGENE, CARBONE, OXYGENE, VAPEUR D'EAU, MELANGES ARGON-CARBONE, FLUORURES DE CARBONE (CF#4 OU C#2F#6) ET MELANGES HEXAFLUORURE DE SOUFRE-CF#4 OU C#2F#6 AVEC DES TEMPERATURES ALLANT DE 5 000 A 30 000 K ET UNE PRESSION DE 0,05 A 1,6 MPA. CETTE METHODE PERMET DE CALCULER AVEC UNE ASSEZ BONNE PRECISION, LA TEMPERATURE DANS LES REGIONS LES PLUS CHAUDES. LES RESULTATS DE CETTE APPROCHE MONTRENT D'UNE PART QUE LE CARBONE EST PLUS EMISSIF QUE LES AUTRES ESPECES ETUDIEES ICI ET D'AUTRE PART QUE LE RAYONNEMENT NET D'UN MELANGE DE DEUX ESPECES N'EST PAS SYSTEMATIQUEMENT PROPORTIONNEL AUX VALEURS DU RAYONNEMENT DES DEUX ESPECES. - METHODE DU CORPS GRIS DANS DIFFERENTES BANDES DE FREQUENCE (OU DE LONGUEUR D'ONDE): ELLE EST FONDEE SUR LE DECOUPAGE DU SPECTRE DE FREQUENCE EN QUELQUES BANDES SPECTRALES EN SUPPOSANT QUE SUR CHAQUE BANDE SPECTRALE, LE COEFFICIENT D'ABSORPTION TOTAL EST CONSTANT A L'INTERIEUR D'UNE BANDE, POUR UNE TEMPERATURE DONNEE. CETTE ETUDE A ETE APPLIQUEE AUX PLASMAS THERMIQUES ETABLIS DANS L'HYDROGENE, LE METHANE, L'HEXAFLUORURE DE SOUFRE (SF#6) ET LES MELANGES SF#6-CUIVRE. - METHODE DES CARACTERISTIQUES PARTIELLES: ELLE TRAITE LE TRANSFERT RADIATIF EN TENANT COMPTE A LA FOIS DE LA STRUCTURE REELLE DU SPECTRE ET DES GRADIENTS DE TEMPERATURE OU DES DENSITES DE PARTICULES. CETTE METHODE EST PLUS PERFORMANTE MAIS PLUS LOURDE QUE LES DEUX PRECEDENTES ET A ETE APPLIQUEE A L'HYDROGENE ET LE METHANE. CES DEUX DERNIERES APPROCHES CONSISTENT A ETABLIR DES BANQUES DE DONNEES EN FONCTION DE LA TEMPERATURE VARIANT DE 300 A 30 000 K ET DE PRESSION DE 0,1 A 1 MPA. CES DONNEES SONT ENSUITE UTILISEES DANS DES MODELES D'ARC POUR ETUDIER L'EMISSION ET L'ABSORPTION DU RAYONNEMENT DANS LES PLASMAS THERMIQUES. LES RESULTATS MONTRENT, DANS LE CAS MONODIMENSIONNEL ET SUIVANT UN PROFIL DE TEMPERATURE, UNE FORTE ABSORPTION DU RAYONNEMENT DANS LE GAZ FROID, LORSQUE L'ARC EST ETABLI DANS UN GAZ MOLECULAIRE. DANS LES REGIONS FROIDES D'UN MILIEU DE METHANE, L'ABSORPTION EST TRES IMPORTANTE DANS L'UV ET PEUT ATTEINDRE 90% DU RAYONNEMENT EMIS PAR LES REGIONS CHAUDES
Book Synopsis Etude du transfert radiatif d'un plasma thermique d'air by : Narjisse Kabbaj
Download or read book Etude du transfert radiatif d'un plasma thermique d'air written by Narjisse Kabbaj and published by . This book was released on 2019 with total page 158 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans la simulation des arcs électriques, une estimation de la contribution radiative est indispensable pour fournir une description satisfaisante du comportement thermique du plasma. La prédiction précise de la divergence du flux radiatif (DFR) est essentielle pour déterminer l'évolution de la température de l'arc. Afin de décrire avec précision les effets radiatifs, la résolution de l'équation de transfert radiatif (ETR) est nécessaire moyennant la connaissance du coefficient d'absorption du milieu. Malheureusement, ce coefficient étant dépendant de la température et de la longueur d'onde, cette équation s'avère complexe à résoudre et coûteuse en temps de calcul. De nombreuses méthodes approximatives sont ainsi développées pour simplifier le calcul des propriétés radiatives. Dans ce travail, nous décrivons finement le spectre d'un plasma d'air avec près de 7.106 points en fréquence (ou longueur d'onde). A partir de ce découpage, nous calculons la DFR, soit à partir de la méthode approchée du coefficient d'émission nette (CEN) basée sur une simplification géométrique du plasma, soit à partir de coefficients moyens d'absorption (CMA) obtenus après découpage du spectre en 6 intervalles spectraux utilisant différentes moyennes (Classique, Planck, Planck modifiée et Rosseland), soit à partir d'un calcul " exact " correspondant à la résolution directe de l'ETR. Les calculs sont réalisés pour 9 configurations simples en 1D simulant un plasma cylindrique dont la température ne varie qu'en fonction du rayon. Les différentes étapes de calcul y sont présentées mettant en évidence l'influence de certains paramètres comme la largeur et la température maximale du profil de température, la pression, les vapeurs de cuivre .... Une grande partie de ce travail porte sur la comparaison des résultats obtenus par le calcul " exact " avec ceux déduits des différentes méthodes approchées dans le but de valider leur utilisation ainsi que leur précision. Cette comparaison nous a permis de développer une méthodologie d'optimisation apportant des améliorations au calcul des méthodes approchées (CEN et CMA) permettant ainsi une meilleure description du rayonnement. Enfin, ce travail présente le développement d'un modèle d'arc libre 2D axisymétrique résolvant les équations de Navier-Stockes et de Maxwell par la méthode des volumes finis. Celui-ci permet une comparaison entre la méthode du CEN et la méthode P1 qui tient compte de l'absorption du rayonnement des zones froides.
Book Synopsis Transfert radiatif dans un plasma des décharges électriques by : Soumaya Haj Salah
Download or read book Transfert radiatif dans un plasma des décharges électriques written by Soumaya Haj Salah and published by Univ Europeenne. This book was released on 2016-10-28 with total page 152 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le but principal de ce travail concerne l'etude du transfert radiatif dans les plasmas de decharge. En particulier, les lampes de sodium a haute intensite utilisees, generalement, pour l'eclairage. Notre contribution concerne, essentiellement, le developpement des methodes d'optimisation basees sur une analyse physique du profil de temperature et des differents termes dans l'equation de transfert radiatif pour reduire le temps de calcul des emissions nettes. La premiere methode est une methode geometrique basee sur une discretisation du profil cylindrique de temperature. Et elle est suivie d'une methode spectrale basee sur un rearrangement du profil des raies. Pour valider ces nouvelles methodes de calcul, nous avons etabli une comparaison avec les resultats de Lowke pour la raie D du sodium et les resultats de Hamady pour la raie 546,1 nm de mercure. Les resultats sont presentes pour un profil Lorentzien et permettent de mesurer l'erreur relative par rapport a la methode de reference ainsi que le gain obtenu en temps de calcul.
Book Synopsis Calcul du transfert radiatif dans les plasmas thermiques by : Gilles Raynal
Download or read book Calcul du transfert radiatif dans les plasmas thermiques written by Gilles Raynal and published by . This book was released on 1994 with total page 139 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE ETUDE PORTE SUR LA DETERMINATION DE LA PUISSANCE RAYONNEE DANS LES PLASMAS THERMIQUES. HABITUELLEMENT LE CALCUL DE LA PUISSANCE SE FAIT A PARTIR DU COEFFICIENT D'EMISSION NETTE EN MILIEU ISOTHERME. CE TRAVAIL DEJA EFFECTUE POUR DIFFERENTS MELANGES DE GAZ ET DE VAPEUR METALLIQUE A ETE COMPLETE DANS CETTE THESE PAR LA PRISE EN COMPTE DE L'ELARGISSEMENT STARK QUADRIPOLAIRE DANS LE PROFIL DES RAIES. DANS LE MILIEU PLASMA, EN PLUS DE LA COMPLEXITE DU SPECTRE DES DIFFERENTES ESPECES, IL EXISTE DES GRADIENTS DE TEMPERATURE, DE PRESSION ET DE CONCENTRATION QUI PROVOQUENT DES TRANSFERTS D'ENERGIE RADIATIVE ENTRE LES DIFFERENTES REGIONS DU MILIEU. LE CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF EN MILIEU NON ISOTHERME CONSTITUE LA PARTIE ESSENTIELLE DE LA THESE ET A ETE APPLIQUE AU CAS D'UN PLASMA D'ARC ELECTRIQUE POUR LE MELANGE HEXAFLUORURE DE SOUFRE-VAPEUR DE CUIVRE AVEC DES TEMPERATURES VARIANT DE 300 K A 30 000 K, UNE PRESSION DE 0.1 A 1.0 MPA, UNE PROPORTION MOLAIRE DE CUIVRE NE DEPASSANT PAS 10%. CE CALCUL A ETE EFFECTUE DANS L'HYPOTHESE DE L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE LOCAL ET D'UN MILIEU NON DIFFUSIF EN UTILISANT LA METHODE DITE DES CARACTERISTIQUES PARTIELLES QUI PERMET DE CALCULER LE TRANSFERT RADIATIF EN PRESENCE DE GRADIENTS A PARTIR DE DEUX TERMES SOM ET SIM. CES TERMES SONT TABULES EN FONCTION DES PARAMETRES DU PLASMA (TEMPERATURE, PRESSION, CONCENTRATION, DISTANCE) EN CONSIDERANT TOUTE LA COMPLEXITE DU SPECTRE ET UNE VARIATION DE TEMPERATURE DISTRIBUEE LINEAIREMENT ENTRE DEUX POINTS DU PLASMA. EN UTILISANT CETTE TABLE, CONNAISSANT LE CHAMP DE TEMPERATURE DU MILIEU, LE CALCUL DU TRANSFERT RADIATIF EST REALISE DANS UN TEMPS DE CALCUL RELATIVEMENT FAIBLE. LES RESULTATS MONTRENT LES LIMITES DE VALIDITE DE L'UTILISATION DU COEFFICIENT D'EMISSION NETTE. DANS UNE DERNIERE PARTIE LES PERFORMANCES ET LES POSSIBILITES DE LA METHODE DES CARACTERISTIQUES PARTIELLES SONT MISES EN EVIDENCE PAR SON INTEGRATION DANS DES MODELISATIONS GLOBALES D'ARC POUR OBTENIR LE CHAMP DE TEMPERATURE
Book Synopsis Élaboration d'une base de données radiatives pour des plasmas de type CwHxOyNz et application au transfert radiatif pour des mélanges air, CO2 et CO-H2 by : Tommy Billoux
Download or read book Élaboration d'une base de données radiatives pour des plasmas de type CwHxOyNz et application au transfert radiatif pour des mélanges air, CO2 et CO-H2 written by Tommy Billoux and published by . This book was released on 2013 with total page 226 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La simulation des propriétés radiatives d'un milieu plasma nécessite la mise en place d'une base de données spectroscopiques. L'objectif de cette thèse consiste en la mise en place d'outils de base permettant d'appréhender une large variété d'applications. Celles-ci font intervenir des mélanges de type CO2 (disjoncteurs basse tension), d'air à haute pression (torches ICP), des mélanges CO/H2 (création de gaz de synthèse par la gazéification de biomasse). Enfin la modélisation de rentrées atmosphériques (Terre, Mars, Vénus, Titan) implique des mélanges de type CwHxOyNz. La modélisation des procédés industriels nécessite l'implémentation des échanges radiatifs dans les modèles de simulations magnétohydrodynamiques par des méthodes d'approximation de l'équation du transfert radiatif telles que l'approximation du coefficient d'émission nette (CEN) ou les méthodes des coefficients moyens d'absorption par intervalle de fréquences. De plus nous souhaitions développer un outil nécessaire à la caractérisation de mesures expérimentales par comparaison avec les spectres théoriques simulés à l'aide de notre code de calcul afin d'estimer ou confirmer les mesures expérimentales de températures et de densités, caractériser les espèces présentes, la contamination du milieu. Nous avons ainsi mis en place un algorithme permettant de calculer les spectres d'émission et d'absorption à l'équilibre thermodynamique local (ETL) pour tout type de mélanges CwHxOyNz. La base de données a été étendue à une large gamme de température (300-30kK) et de pressions (1atm-100 bar) afin de d'appréhender de nombreuses applications. Nous avons pris en compte selon une approche " line by line " les divers phénomènes radiatifs mis en jeu dans un plasma afin de traiter de façon précise le recouvrement des raies et du continuum. Le calcul des spectres de raies et du continuum atomiques a été développé en se basant sur des travaux déjà réalisés au sein de l'équipe. Les raies atomiques ont été calculées à l'aide des niveaux d'énergie et forces d'oscillateurs tirées de la littérature décrivant 22276 raies (C,C+,C2+,C3+,N,N+,N2+,N3+,O,O+,O2+,O3+,H). Le continuum atomique a été calculé à l'aide de formules analytiques décrivant transitions lié-libre (photodétachement, photoionisation) et libre-libre (bresstrahlung-inverse). Le continuum moléculaire a été modélisé à partir de sections efficaces expérimentale de photodissociation et photoionisation issues de la littérature. Nous avons pris en compte 46 systèmes électroniques pour les 12 molécules diatomiques majoritaires : OH, CH, CH+, H2, CO, CO+, C2, O2, NO, CN, N2, N2+. Les spectres moléculaires diatomiques ont été calculés à l'aide de constantes spectroscopiques basées sur la résolution des hamiltoniens moléculaires. Nous avons mis en place une méthode de calcul des probabilités de transition dans le cas de molécules hydrogénées afin de prendre en compte la dépendance rotationnelle des probabilités de transitions dans le cas de molécules hydrogénées. 18 molécules polyatomiques (dont CO2 et H2O) ont été prises en compte à l'aide de bases de données en libre accès dans la littérature. Nous présentons dans ce travail les résultats obtenus pour des mélanges d'air, de CO2 et CO/H2 (en proportions variables) dans le cas de l'approximation du coefficient d'émission nette. Une étude qualitative à l'aide d'une modèle simplifié de transfert radiatif unidimensionnel est présentée afin de discuter de l'influence du rayonnement moléculaire pour différentes configurations de plasma. Enfin, à l'aide de ce modèle, nous discuterons de la validité de l'approximation du coefficient nette pour estimer la divergence du flux dans les modèles.
