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Approches analytique et expérimentale de la convection naturelle en canal vertical : Application aux double-façades photovoltaïques
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Li, Yiqin |
| Copyright Year | 2016 |
| Abstract | Dans le contexte energetique actuel, le developpement de l'energie solaire passe par son developpement a grande echelle en milieu urbain. Les solutions actives et integrees telles que les double-facades photovoltaiques permettent d'une part d'envisager une valorisation de la chaleur et d'autre part de valoriser l'enveloppe des bâtiments en tant que surface de captation. De plus, cette configuration limite la perte de rendement et l'acceleration du vieillissement liees a la surchauffe des cellules. En effet, les composants photovoltaiques sont separes du bâtiment par une lame d'air et la convection naturelle developpee dans cet espace favorise l'evacuation de la chaleur absorbee par les panneaux. Cependant, le comportement global d'une double-facade photovoltaique est tres complexe et encore mal compris. Cette these se focalise sur l'experimentation du phenomene de la convection naturelle. Un banc d'essais, developpe dans le cadre de la these de Daverat, modelise la double-facade par un canal vertical avec chauffage parietal. Le fluide d'etude est de l'eau afin de s'affranchir du rayonnement entre parois et d'etudier le couplage conduction-convection. Le banc d'essais est constitue d'un canal vertical de 65cm de haut, chauffe a une densite de flux uniforme, plonge dans une cellule de 1,5m de haut remplie d'eau. L'ecoulement est observe par des mesures de densite de flux de chaleur, de temperature parietale et de vitesse, ces dernieres etant realisees par velocimetrie par images de particules et par velocimetrie laser Doppler. Deux configurations de chauffage sont etudiees : symetrique et asymetrique. Pour l'etude de la configuration avec un chauffage symetrique, les donnees experimentales issues du travail de these de Daverat sont analysees par une approche zonale. Un decoupage du canal est propose et une analyse des ordres de grandeur permet de comprendre les observations experimentales. Ainsi, cette analyse se focalise sur le transfert thermique aux parois, l'evolution de la pression dans le canal et sur les fluctuations, en particulier, sur l'evaluation du terme croise du tenseur de Reynolds. La configuration d'un chauffage asymetrique est etudiee experimentalement pour la phase de demarrage et le regime stationnaire. Pour la phase de demarrage, la caracterisation des premieres heures a partir de la mise en chauffage de la paroi est realisee en termes de temperature parietale, de vitesse et de comportement bi-/tri-dimensionnel de l'ecoulement. Un ecoulement de retour de grande echelle est mis en evidence. L'impact de la stratification thermique externe du canal est egalement etudie. Pour le regime stationnaire, les analyses sont realisees sur des donnees pour lesquels le regime est considere etabli. Les comportements thermique et dynamique sont etudies et mettent en evidence deux etats distincts. Des ecoulements de retour sont egalement observes. Enfin, les influences du nombre de Prandtl et de l'ecartement du canal sont discutees. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01398971v2/document |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01494693/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
