Etude de la possibilité de simuler le rayonnement dans les fours à infrarouge au moyen d'un code CFD

Résumé et principaux résultats

Les récents développements des codes de mécanique des fluide C.F.D. permettent actuellement de traiter des problèmes complexes de rayonnement, tels les surfaces réfléchissantes ou les milieux semi-transparents d'indice de réfraction variable. C'est pourquoi on a étudié la possibilité de les utiliser pour simuler le fonctionnement d'émetteurs infrarouges employés dans les traitements de matériaux, de façon à disposer d'un outil supplémentaire pour la conception de fours ou la mise au point de procédés mettant en jeu ces émetteurs pour une application à des produits déterminés.

On a choisi pour cette étude de faisabilité un émetteur à I.R. court équipé d'un réflecteur, de manière à se placer dans le cas présentant la plus grande difficulté du point de vue de la modélisation. Les valeurs de l'éclairement données par la simulation sur un écran situé à différentes distances de l'émetteur ont été comparées à des résultats de mesures obtenues au moyen d'un banc spécialisé.

Seule la simulation tridimensionnelle utilisant le modèle des ordonnées discrètes permet d'obtenir des résultats voisins de ceux de l'expérience à un coût informatique raisonnable. Certains écarts avec l'expérience sont probablement dus à la nécessité de traiter le réflecteur comme une surface parfaitement réfléchissante, ce qui n'est pas le cas dans la réalité où elle partiellement diffusante. La précision paraît toutefois suffisante pour des applications industrielles, ce qui justifie techniquement la poursuite de l'étude sur un four réel équipé de plusieurs émetteurs, dans lequel intervient aussi le transfert convectif.

Commissions

Thermique industrielle

Thème

Séchage - Energies radiantes et Thermique générale

Mots-clés

Energies radiantes, Modélisation

Auteurs

MARCHAL Daniel