قسم الهندسة الميكانيكية

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Approche numérique de la tenue mécanique des barrières thermiques déposées sur les aubes des turbines
(Université Oum El Bouaghi, 2011) Hamel, Walid; Chebah, Charaf Addine
Les Barrières thermiques sont utilisées pour protéger les pièces sous-jacentes de la chaleur. Elles sont généralement constituées d’une sous-couche métallique résistante à l’oxydation et à la corrosion à chaud, et d’une couche céramique thermiquement isolante, usuellement de la zircone partiellement stabilisée à l’yttrine. Deux techniques sont utilisées au niveau industriel. La projection par plasma permet l’obtention de structures lamellaires présentant une faible conductivité thermique, mais accommodant peu les contraintes induites par la différence de dilatation entre le substrat et la zircone. Les dépôts en phase vapeur assistée par faisceau d’électrons résultent en une structure colonnaire permettant de mieux accommoder ces contraintes et ainsi d’étendre la durée de vie des dépôts, mais présentant une conductivité thermique plus élevée
Ecoulement turbulent SWIRL
(Université Larbi Ben M'hidi, 2011) Naili, Mohammed; Lyazid, Abdelhafid
La Présente étude concerne la simulation numérique des écoulements turbulents avec tourbillonnement (swirl) dans une enceinte confinée. La résolution numérique est basée sur la méthode numérique des volumes-finis. La turbulence y est décrite par le modèle de turbulence à deux équations de transports k-ε standard. La séquence itérative adopte l’algorithme SIMPLE pour la résolution du système d’équations couplées. Le calcul est fait à l’aide d’un code numérique TEAM avec plusieurs modifications pour, les adapter à notre type d’écoulement et de géométrie. Les résultats numériques sont comparés à des résultats expérimentaux disponibles dans la littérature. Les performances du modèle k-ε standard sont examinées part rapport à un autre calcul numérique utilisant deux versions, l’une de Launder et l’autre de Rodi tenant en compte la courbure des lignes de courant par l’introduction du nombre de Richardson. L’étude été menée pour deux valeurs du nombre de swirl
Etude de faisabilité d'une installation de rafraichissement solaire par dessication avec des conditions climatiques de la Ville d'Ain Beida
(Université Larbi Ben M'hidi, 2011) Zerouali, Mohammed
Les Procédés de rafraîchissement solaires par dessiccation, qui sont relativement récents, sont très intéressants pour un pays à fort potentiel solaire comme l’Algérie. Malgré qu’ils restent essentiellement encore au stade expérimental, plusieurs études et réflexions ont été faites afin d’en améliorer les techniques et les performances. Le but de ce projet est de faire une revue bibliographique complète sur ce sujet fort intéressant afin de cerner la problématique posée. La deuxième étape consiste à étudier la faisabilité d’une installation de rafraîchissement par dessiccation avec les conditions climatiques de la région d’Ain Beida. A travers plusieurs calculs sur les techniques existantes, on a réussi à sélectionner une installation adaptée à nos conditions. L’amélioration proposée l’année dernière a été encore renouvelée. Une étude de sensibilité aux paramètres climatiques a été faite afin d’en cerner les limites d’utilisation. Le problème de ce type de procédé reste l’excès d’humidité au soufflage, mais, on pense que la réalisation d’une centrale expérimentale dans la région considérée est tout à fait envisageable
Etude numérique et expérimentale d'un écoulement autour d'un profil NACA 23012
(Université Larbi Ben M'hidi, 2011) Chekhab, Raouf
Les Etudes aéronautiques, les écoulements dans les turbomachines, autour des pales d’éoliennes … sont d’une grande importance dans l’industrie et dans les divers secteurs aéronautiques. Notre étude consiste en une simulation numérique en 2D d’un écoulement subsonique sans transfert de chaleur autour du profil NACA 23012 ainsi qu’une étude expérimentale en soufflerie. La modélisation numérique est effectuée dans les mêmes conditions expérimentales afin de comparer les résultats obtenus de vitesse et pression. Le modèle de turbulence standard k-𝜀 est choisi pour le caractère turbulent de l’écoulement, en effet le profil NACA 23012 fait partie des profils dits classiques. L’objectif de l’étude est de mettre en évidence la variation de la vitesse et de la pression autour du profil pour un nombre de Mach largement inférieur à l’unité pour trois angles d’incidence 0°, 15 ° et -15°. L’angle d’incidence ayant un impact important sur le coefficient de trainée et peut engendrer le décollement de la couche limite au-delà d’une certaine valeur d’environ 19°.
Prédiction numérique de l'échange de chaleur autour d'une aube de turbine
(Université Larbi Ben M'hidi, 2011) Antar, Abdelhafid
Ce mémoire porte sur l‟étude numérique de l‟échange de chaleur autour d‟une aube de turbine en 2D. La géométrie étudiée est une aube de stator VKI-CT2, qui a fait l‟objet d‟investigations expérimentales à l‟institut Von Karman. La présente simulation numérique est conduite au moyen du code Fluent, deux modèles de turbulence sont testés, à savoir le modèle K-eps et le modèle k-omega, les résultats sont confrontés à ceux expérimentales [13].
Modélisation numérique d'une flamme turbulente prémélengée du Methane-Air enrichie par l'hydrogène avec le modèle EDM
(Université Larbi Ben M'hidi, 2011) Hallas, Zakaria
Ce travail s’inscrit dans la lutte antipollution, on a calculé la combustion turbulente pauvre du méthane enrichie à l’hydrogène par le code fluent. Les proportions de l’hydrogène utilisées sont 10% er 20% en volume. Pour modéliser la turbulence, le modèle k-ɛ standard avec la correction de pope a été adopté. La combustion turbulente est approximé par le modèle EDM (Eddy Dissipation Model), ce dernier calcul le taux de réaction en fonction de l’espèce en déficit pondéré par le temps caractéristique de la turbulence. La cinétique est représentée par deux réactions globales, une du méthane-air et l’autre de l’hydrogène-air. Les résultats trouvés montrent qu’on ne peut pas simuler un phénomène si compliqué par sa géométrie que par sa chimie par des modèles aussi simples. C’est pourquoi on recommande de reprendre les mêmes calculs en utilisant un modèle de combustion plus précis avec une cinétique détaillée.
Etude et dimensionnement des système des pompage solaire
(Université Oum El Bouaghi, 2011) Ait Atmane, Mohamed Elhadj; Farhi, Keireddine
Les energies renouvelables à l’heure actuelle représentent la révolution et la solution du siècle pour la sauvegarde non seulement de l’environnement qui se détériore à cause de la pollution de tout genre mais aussi le contrôle et maîtrise de l’épuisement des ressources naturelles en pétrole et autres afin d’assurer une pérennité pour les générations futures et instaurer une stratégie de développement durable et de terre viable pour tous ses habitants. L’Algérie à l’instar des autres pays du monde adhère à cette politique depuis plus deux décennies déjà mais vu la disponibilité du pétrole et gaz, ne s’est impliqué réellement et activement que dernièrement à travers plusieurs projets ambitieux fondé spécifiquement sur l’exploitation de l’énergie solaire par effet photovoltaïque. Le pompage solaire est une application décisive pour les régions du Sahara algérien grâce à la disponibilité des deux principales énergies propres et renouvelables : le soleil et l’eau des nappes souterraines existant au sud à des profondeurs assez faibles. En effet le dessalement d’eau de mer a intervenu à une période de sécheresse sévère du pays, les stations sont trop couteuses et ne peuvent être utilisées comme solution définitive. Notre travail a concerné le calcul de dimensionnement d’un système de pompage solaire à échelle réduite (essais de laboratoire à l’URAER.- Ghardaïa) ce qui nous a permis de nous familiariser avec l’aspect pratique de notre formation ainsi que la connaissance de plusieurs paramètres techniques essentiels dans la mise au point d’un système solaire en fonction des besoins des usagers et de la disponibilité de l’énergie
Etude numérique des écoulements supersoniques dans les Tuyères des Moteurs- Fusées
(Université Larbi Ben M'hidi, 2012) Labdaoui, Abdelaali; Laiachi, Mohamed Ali
Dans cette étude, on a considéré une tuyère de fusée convergente-divergente. La tuyère est l’organe principal qui évacue les gaz de combustion en les accélérant à des vitesses supersoniques. Les gaz éjectés génèrent la poussée qui propulse la fusée durant son parcours. Le code Fluent a permis de calculer l’écoulement et diagnostiquer les phénomènes présents dans la tuyère. Puisque l’écoulement est fortement compressible, le solveur couplé (implicite) est utilisé pour résoudre les équations de l’écoulement. La turbulence est modélisée par le modèle à deux équations k-ɛ. Les résultats montrent une bonne reproduction de la réalité physique et un bon accord avec les résultats expérimentaux. On recommande de raffiner le maillage surtout dans la couche limite et d’utiliser un modèle de turbulence adéquat
Etude numérique de l’écoulement transsonique autour d’une aube de turbine axiale
(Université Larbi Ben M'hidi, 2012) Messaoudi, Brahim; Ben Amor, Ahmed
Cette étude s’intéresse à la compréhension et la maitrise des écoulements compressibles turbulents à travers un canal d’aubes de turbines axiales. La configuration testée est celle étudiée expérimentalement par T. Arts [1] au VKI. Plusieurs modèles de turbulences sont testés dans le cadre de cette étude, ainsi les résultats obtenus par voie de simulation numérique par le code Fluent, sont discutés et comparés à ceux expérimentaux
Etude numérique de l’existence du diffuseur et de son effet sur l’écoulement dans un ventilateur centrifuge
(Université Larbi Ben M'hidi, 2012) Hadjeb, Khaled; Sahraoui, Mohammed Ali
Les Ventilateurs centrifuges à action sont des appareils qui utilisent l'énergie mécanique des rotors tournants pour produire à la fois de la circulation de l'air et une augmentation de la pression totale. Ce type de turbomachines est largement utilisé dans les applications énergétiques industrielles et commerciales. De la ventilation des boutiques, à la manutention des matériaux jusqu’aux applications de transfert thermiques dans les chaudières et les générateurs de puissance, les ventilateurs sont essentiels pour le soutien de ces processus et de la santé humaine. L’étude effectuée dans ce mémoire a été consacrée essentiellement à la simulation numérique (type RANS) sous code fluent de quatre différents types de configurations des ventilateurs centrifuges afin de visualiser l’écoulement interne et d’analyser son comportement. Des modifications paramétriques et géométriques ont été apportées sur chacune de ces configurations, par l’introduction d’un diffuseur et le remplacement des aubes de la roue par des aubes dites en tandem, dans le but est d’améliorer l’état fluide de l’écoulement, les performances du ventilateur et éventuellement réduire les pertes de pression statique et d’augmenter la cinétique de l’écoulement. L’ensemble des résultats obtenus est présenté sous forme de champs de pression de vitesse et de kinetic énergie (qui représente principalement l’intensité du phénomène de turbulence) dans toutes les zones internes que constitue un ventilateur centrifuge. Une analyse et une interprétation de ces résultats a été effectuée et enfin une étude comparative a été initiée pour recenser les avantages et les inconvenants de chacune des configurations précitées.
Performance de la Méthode de RANS dans la Simulation d'un écoulement tourbilonaire
(Université Larbi Ben M'hidi, 2012) Bahri, Lakhdar; Belkharchouche, Adel
Our present study is a continuity former work on the numerical simulation of an isothermal jet, turbulent and confined in a cylindrical enclosure. The objective is to study in an axisymmetric configuration, the performances of models of turbulence based on the method of the averages of the Navier-Stokes equations (RANS), namely the model k- based on the concept of turbulent viscosity and the model of the constraints of Reynolds. Each one is evaluated with two of these versions: Standard and RNG for k- and LRR and SSG for the RSM. The validation of the computation results is made for a low intensity of swirl with real measurements. The commercial computer code Fluent was used as tool
Intéraction de deux écoulements tourbillionnaires
(Université Larbi Ben M'hidi, 2013) Azizi, Abderrazak; Chetioui, Mohamed Adel
Notre présente étude est une continuité travail antérieur sur la simulation numérique d’un jet isotherme, turbulent et confiné dans une enceinte cylindrique. L’objectif est d’étudier dans une configuration axisymétrique, les performances de modèles de turbulence basés sur la méthode des moyennes des équations de Navier-Stokes (RANS). La turbulence y est décrite par le modèle de turbulence à deux équations de transports basé sur le concept de la viscosité turbulente (k-ε standard et k- standard) et le modèle des contraintes de Reynolds RSM est évalué avec deux de ces versions LRR et SSG. L'étude a été menée pour un écoulement composé de deux jets coaxiaux à swirl différents
Identification des phases d’un alliage d’aluminium AlSi12(Cu)
(Université Oum El Bouaghi, 2013) Derradji, Chouaib; Laouar, Rabah
Dans le Cadre de ce travail, nous sommes intéressés par l’étude des alliages Al- Si12(Cu). Ce type d’alliages à durcissement structural est demandé d’être utilisés industriellement. Les alliages Al-Si12(Cu) ont un grand intérêt dans l’industrie d’automobile et les applications aérospatiales. Ce mémoire a pour objectif d'étudier les réactions de transformations de phases et l’influence de type de la coulée, soit par gravité ou sous pression sans aucun traitement thermique et après les traitements thermiques. Pour la caractérisation de ces échantillons nous avons utilisé différentes techniques expérimentales telles que la microscopie optique, la microdureté, la diffraction des rayons X et le MEB. La cinétique de précipitation a été suivie par l’analyse de la microdureté et la diffraction des rayons X. Ces dernières montrent que le traitement thermique de vieillissement donne naissance à la précipitation des phases métastable et aux intermétalliques. Le temps de vieillissement à 180 °C, pendent 8 heures pour les alliages coulés par gravité et pendent 12 heures pour les alliages coulés sous pression, conduit à la dureté maximale. Cette dureté correspond à l’augmentation de la quantité des phases précipitées et en particulier, à les phases les plus durcissantes dans ce type d’alliage (c’est-à-dire les phases métastables semi-cohérentes θ’-Al 2 Cu, β’-Al3Mg2 et la phase intermétallique α-Al8Fe2Si).
Etude de la Structure de la Flamme de diffusion laminaire du mélange Méthane-Hydrogène
(Université Larbi Ben M'hidi, 2013) Laiche, Abdelouahab; Zaouia, Wissam
Dans ce travail, on a calculé l’effet de l’ajout de l’hydrogène sur la structure de la flamme laminaire de diffusion du méthane sous différentes pressions. On a caractérisé principalement l’évolution de la température ainsi que les émissions nocives qui sont le CO2, CO, NO et NO2. Le programme Prepdf de Fluent est utilisé pour achever le calcul. On a pu prouver que la température de la flamme augmente sous l’effet de la pression et du dopage. Aussi l’ajout de l’hydrogène diminue essentiellement le CO2 qui augmente sous l’effet de la pression. Le CO diminue en fonction de la pression et reste indifférent au dopage. Le NO suit la même évolution que la température, cependant le NO2 augmente en fonction de la pression et diminue légèrement par le dopage. La limite d’extinction est nettement améliorée par l’enrichissement à l’hydrogène, la flamme devient plus résistante à l’étirement et supporte des vitesses plus importantes des jets
Etude Numérique d’un écoulement compressible dans une tuyère supersonique
(Université Larbi Ben M'hidi, 2013) Kalache, Abdeslem; Mammeri, Omar
Le Présent travail porte sur l’analyse physique et la simulation numérique de l’écoulement turbulent décollé dans une tuyère supersonique à contour idéal tronqué (TIC).Durant le régime de détente dans les tuyères propulsives, plusieurs phénomènes physiques sont rencontrés : jet supersonique, décollement de jet, gradient de pression adverse, onde de choc, couche limite turbulente, couche de mélange fortement compressible, écoulement de retou. Ces phénomènes très complexes peuvent considérablement influer sur les performances de la tuyère. La turbulence est modélisée par une approche statistique (FRANS) en coordonnées généralisées en utilisant un modèle à deux équations de transport. Le système d’équations régissant cet écoulement est résolu à l’aide de la méthode des volumes finis en maillage structuré. Les résultats numériques obtenus ont permis de retrouver les différents phénomènes observés expérimentalement
Calcul de vérification d'un échangeur de chaleur dans une unité de production eléctrique
(Université Oum El Bouaghi, 2013) Belmana, Ismail; Aggoun, Fateh
Définir une installation à turbine à gaz est dire qu’il s’agit d’un convertisseur d’énergie. Cela signifie qu’un type d’énergie à l’entrée est converti en une énergie de sortie utile différente. Dans l’installation à turbine à gaz l’énergie d’alimentation est l’énergie d’un combustible et l’énergie de sortie et une énergie électrique. Le processus de conversion d’énergie doit être efficace, sûr et fiable. L’installation a un bon rendement lorsqu’elle produit une quantité d’énergie maximale en consommant le moins possible d’énergie. Elle est considérée fiable et sûre lorsqu’elle présente un risque minimal pour l’environnement et la population. L’alimentation en énergie électrique à partir d’une centrale à turbine à gaz implique l’utilisation d’une turbine, d’un alternateur, d’une excitatrice. Le rendement global de l’installation implique le rendement de chaque partie de l’installation. La nécessité de refroidir l’alternateur pour assurer un bon rendement implique l’utilisation d’un refroidisseur air-eau de type GEA 41-2985 / 896 / 96-NSv- S119–32 S 183. En se basant sur les données techniques et géométriques fournies par la centrale de Fkirina nous avons établi un calcul de vérification détaillé concernant l’efficacité de ce refroidisseur et nous avons obtenu des résultats satisfaisants fournissant une puissance thermique de 2651 KW qui a entraîné une erreur relative de 0.53 % par rapport au flux de chaleur maximum
Etude par la méthode des éléments finis du comportement dynamique des rotors en régimes permanent et transitoire
(Université Oum El Bouaghi, 2013) Sadaoui, Mohamed; Rehouni, Abdelkarim
Les Machines tournantes, ont une place de plus en plus importante dans les installations industrielles contemporaines. La compréhension des phénomènes vibratoires liés à leur fonctionnement nécessite des simulations fines de leur comportement pour assurer un bon fonctionnement. Ce travail présente une étude théorique et numérique sur le comportement dynamique en flexion des rotors en régimes permanent et transitoire. En premier, un bref historique sur l’évolution des études sur les rotors est donné pour montrer la grande importance du domaine appelé dynamique des rotors. La formulation par la méthode des éléments finis commence par la détermination des caractéristiques des éléments de rotor, c'est-à-dire l’évaluation des expressions des énergies cinétiques et de déformation (avec prise en compte du cisaillement transversal) ainsi que le travail virtuel correspondant aux éléments de base : disque, arbre, palier, balourd. L’élément utilisé est un élément de poutre de Timoshenko. Les équations du mouvement sont obtenues par l’application des équations de Lagrange. Des simulations numériques permettent de tracer le diagramme de Campbell, de déterminer les vitesses critiques et la réponse au balourd en régimes permanent et transitoire
Etude des caractéristiques des modules photovoltaiques en fonction des pramètres climatiques
(Université Oum El Bouaghi, 2013) Bengati, Ramzi
L’Important gisement solaire en Algérie favorise le développement de l’utilisation de l’énergie solaire. La production de l’électricité par énergie solaire est la voie la plus prometteuse pour renforcer les autres ressources énergétiques et répondre à un besoin en évolution quasiexponentielle. Dans ce mémoire, nous avons exposé les notions fondamentales relatives à l’énergie solaire et les différentes technologies utilisées dans ce domaine en espérant que celui –ci puisse être une référence à d’autres étudiants. On a fait le choix de trois types de modules ayant des caractéristiques différentes et on a choisi trois sites pour notre études : Alger, Bechar et Tamanrasset. Pour les calculs on a utilisé un logiciel de simulation PVSYST V6.07 développé par le groupe d’énergie de l’institut des sciences de l’environnement de l’université de Genève. On a constaté que les conditions climatiques en particulier l’irradiation solaire et la température du module on une influence notable sur les performances des modules photovoltaïques. La puissance augmente si la température diminue, par contre pour une valeur fixée de température la puissance augment si l’irradiation augment. Pour les sites considérés les performances sont plus importantes à Bechar ensuite Tamanrasset ensuite Alger. Ce travail constitue un début, et pourra être enrichi par d’autres travaux qui prennent en comptes des données climatiques récentes et qui élargisse l’étude à d’autres sites en Algérie et qui doit prendre en compte d’autres paramètres et éléments des modules photovoltaïques
Effet de différents milieux agressifs sur la Résistance mécanique de l’acier inoxydable 304
(Université Oum El Bouaghi, 2013) Keddam, Noureddine
Nous nous sommes intéressés dans ce travail à l'étude de l’effet de différents milieux sur la résistance mécanique de l’acier inoxydable 304. Nous avons effectué des tests de traction sur des éprouvettes de forme cylindrique). Ces essais ont été réalisés sur une machine universelle de traction de type Zwick. Cette étude a conduit aux conclusions suivantes : 1. Concernant la microstructure de l’acier inoxydable 304, on a constaté une distribution homogène des grains sur toute la surface. 2. La limite élastique Re a été sensiblement diminuée dans les différentes solutions par rapport à l’air libre. 3. La contrainte maximale Rm de l’acier inoxydable 304 est similaire dans toutes les solutions. 4. La contrainte de rupture Rr de l’acier inoxydable 304 est presque identique pour TR02 et TR 06 5. Les éprouvettes (TR02, TR05 et TR06) présentent presque le même allongement
Analyse numérique de l'éffet du défilement des sillages liés au intéractions rotor à aube en TENDEM-STATOR en turbomachines
(Université Larbi Ben M'hidi, 2013) Ouniss, Houssam Eddine; Sigha, Ab Dessamie
Les Compresseurs axiaux sont des turbomachines qui utilisent l'énergie mécanique des rotors tournants pour produire à la fois de l’aspiration de l'air et une augmentation de la pression totale. Ce type de turbomachines est largement utilisé dans les applications énergétiques industrielles et commerciales dans la production de l’énergie (turbine a gaz) et dans le transport (moteurs d’aviation « les turboréacteurs »). L’étude effectuée dans ce mémoire a été consacrée essentiellement à l’analyse numérique bidimensionnelle sous le code fluent de l'effet du défilement des sillages liés aux interactions diffuseur- rotor - stator dans un compresseur mono étagé. Ce travail a été divisé en trois parties : - La première partie avait pour objectif la compréhension des phénomènes et l’analyse du comportement de l’écoulement stationnaire interne lié au passage des sillages issus d’un diffuseur et d'une roue amont dans les canaux inter aubes d'une roue avale. II s'agit de simuler le rôle des principaux mécanismes présents dans un écoulement de turbomachine soumis à des conditions périodiques du type sillage en amont. - la deuxième partie a été consacrée pour la vérification de l'effet de l'espacement axial rotor stator sur l’évolution de l’écoulement interne et des sillages pour des valeurs d’écartements (gap) à caractère évolutif de 5%, 20%, 50% et 100% de la corde axiale du rotor. - Sachant qu’une aile en tandem a le potentiel d’engendrer plus de travail en tant qu’une aube de compresseur qu’une seule aube sans encourir de pertes nettement plus élevés., et toujours dans le but d’améliorer l’état fluide de l’écoulement, d’optimisation les performances et éventuellement de réduire les pertes de pression dans l’écoulement, nous avons apportés dans cette troisième partie des modifications paramétriques et géométriques sur les aubes de la roue mobile en remplaçant ces dernières par des aubes en cascade dites en « tandem » à 50% - 50% . Une étude préliminaire a été effectuée dans ce sens sur trois types de configurations 1/3 – 2/3, 2/3 – 1/3 et 1/2 – 1/2 (50% -50% de la corde) afin de valider ce choix. Une comparaison entre cette dernière et le cas initial avec une seule aube a conclue cette dernière partie. L’ensemble des résultats obtenus est présenté sous forme de champs de pression de vitesse , de nombre de Mach et plus particulièrement de l’intensité du phénomène tourbillonnaire ( turbulence ) dans les zones internes que constitue un étage complet d’un compresseur axial . Une analyse et une interprétation de ces résultats a été effectuée. Enfin une étude comparative a été initiée pour recenser les avantages et les inconvénients des configurations précitées

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