Thermique et combustion

Responsable(s) : Mathieu CREYSSELS, Andrea MAFFIOLI, Mikhail GOROKHOVSKI
Cours ⋅ 20 hTD ⋅ 18 hTP ⋅ 10 h

Objectifs de la formation

Décrire et quantifier les phénomènes de transfert d'énergie, en particulier les transferts thermiques, qui sont essentiels à la fois à la production d’énergie (turbines, moteurs, turboréacteurs) et à la limitation de la consommation d’énergie en vue d’un développement plus durable (moteurs plus efficients et bâtiments basse consommation ou à énergie positive). Le cours fournit des connaissances et des compétences essentielles pour les applications industrielles ou environnementales mettant en jeu des phénomènes thermiques tels que : l’échange d’énergie en environnement calme, les incendies, les explosions, les brûleurs, les moteurs ou turboréacteurs.

Mots-clés

Energie, transferts thermiques, convection, rayonnement, échangeurs de chaleur, combustion, flammes, moteurs, développement plus durable

Programme

Transfert thermique :

  1. Description des modes de transfert thermique (conduction / convections naturelle, forcée et mixte / rayonnement)
  2. Formulation des équations couplées dynamique et thermique.
  3. Les coefficients de transfert thermique et les nombres sans dimension.
  4. Transferts thermiques par conduction en régime stationnaire et non-stationnaire.
  5. La convection forcée en régimes laminaire et turbulent.
  6. Les échangeurs de chaleur. Calcul des efficacités thermiques.

Combustion :

  1. Thermodynamique de la combustion.
  2. Combustion en systèmes homogènes, définition de l’explosion thermique.
  3. Réactions en chaînes, mécanismes cinétiques de la combustion, explosion cinétique.
  4. Flammes laminaires et turbulentes, déflagration des flammes turbulentes.
  5. Modèles numériques pour la combustion turbulente.
  6. Combustion des sprays.
  7. Stabilisation des flammes.
  8. Notions sur la combustion industrielle et ses enjeux.

Compétences visées

  • Connaître les différents modes de transfert thermique (conduction, convection, rayonnement).
  • Décrire le phénomène de combustion et la physique des flammes.
  • Savoir estimer et calculer numériquement un transfert thermique (utilisation des outils Matlab ou python).
  • Utiliser l’outil de simulation Fluent afin de modéliser numériquement un écoulement avec transfert thermique.

Contrôle des connaissances

Note = 50 % savoir + 50 % savoir-faire Note de savoir = 100 % examen terminal Note de savoir-faire = 100 % contrôle continu