Thermo acoustic - MHD electrical Generator

AbstractThe thermo-acoustic generators offer a unique means of converting thermal energy into mechanical energy without any moving parts and without fluid circulation. They are comparable to the Stirling engine with the advantage of much greater simplicity. They are therefore natural candidates for special uses where interventions are limited. The problem to solve is transforming the mechanical energy into electrical energy. MHD generators offer excellent opportunities in this area, particularly by using the mechanisms of induction. The work concerns the combination of a thermo-acoustic generator with an induction generator of a new concept for obtaining electric current with adjustable voltage and current strength, delivered at the thermo-acoustic wave frequency. The system has been subjected to numerical simulation. However, an experimental program is being studied in collaboration with industrial and academic partners. The exploitation of the process by using a solar collector (parabolic or cylindrically-parabolic) is envisaged with the aim to produce electricity, for example, in isolate village

Energy Resolution Performance of the CMS Electromagnetic Calorimeter

The energy resolution performance of the CMS lead tungstate crystal electromagnetic calorimeter is presented. Measurements were made with an electron beam using a fully equipped supermodule of the calorimeter barrel. Results are given both for electrons incident on the centre of crystals and for electrons distributed uniformly over the calorimeter surface. The electron energy is reconstructed in matrices of 3 times 3 or 5 times 5 crystals centred on the crystal containing the maximum energy. Corrections for variations in the shower containment are applied in the case of uniform incidence. The resolution measured is consistent with the design goals

M.H.D. à l'échelle du Laboratoire - Quelques résultats,quelques applications

Magnetohydrodynamics (M. H. D.) is defined as the intersection of fluid dynamics and electromagnetics. This research field covers both astrophysical phenomena scale (self-maintenance of the Earth's magnetic field, helicity turbulence in the sun) as all phenomena at a laboratory scale or industrial achievements; it encompasses all the classic phenomena of one of the two disciplines, reviewed with the originality of the coupling with other discipline, but it also contains new, which have no equivalent in hydrodynamics or electromagnetism (i.e. waves Alfen…).La magnétohydrodynamique (M. H. D.) est définie, dans tous les ouvrages qui lui ont étê consacrés, comme l'intersection de la dynamique des fluides et de l'électromagnétisme. Son champ d'investigation fort considérable couvre aussi bien des phénomènes a échelle astrophysique (auto-entretien du champ magnétique terrestre , turbulence hélicitaire dans le soleil que des phénomènes a l 'échelle du laboratoire ou des réalisations industrielles; il englobe tous les phénomènes classiques de l’une des deux disciplines, revus avec l 'originalité du couplage avec l -autre discipline, mais il en contient aussi de nouveaux, qui n’ont aucun équivalent en hydrodynamique ou en électromagnétisme (ondes d'Alfen par exemple)

Générateur Thermo Acoustique MHD pour la Production Directe d'Energie Electrique.

National audienceLes générateurs thermo acoustique offrent un moyen unique de convertir l'énergie thermique en énergie mécanique sans aucune pièce mécanique mobile et même sans circulation de fluide. Ils sont comparables aux machine Stirling avec l'avantage d'une beaucoup plus grande simplicité. Ce sont donc des candidats naturels pour des utilisations spéciales ou les possibilités d'intervention sont limitées. Dans un fonctionnement en générateur se pose le problème de la transformation de l'énergie mécanique disponible en une forme facilement exploitable comme l'énergie électrique. Les générateurs MHD offrent d'excellentes possibilités dans ce domaine notamment en mettant en œuvre les mécanismes de l'induction. La présentation proposée concerne donc le couplage entre un générateur thermo acoustique qui peut être à onde stationnaire ou à onde progressive, avec un nouveau concept de générateur à induction permettant d'obtenir directement du courant électrique à tension et courant modulables, délivrés à la fréquence de l'onde thermo acoustique. Pour l'instant le projet n'a été abordé que par simulation numérique. Cependant un programme expérimental basé sur la réalisation d'une maquette est à l'étude en collaboration avec des partenaires industriels et universitaires (AREVA, CNES, ESA et l'institut de physique de l'université de Lettonie, IPUL). Le programme de développement sera également inclus dans le projet de communication

INFLUENCE DE LA MECANIQUE DES FLUIDES DANS LES PROCESSUS D'ELECTRODEPOSITION ET D'ATOMISATION DE PEINTURE

LES METHODES NUMERIQUES ONT ETE EMPLOYEES POUR MODELISER LE ROLE DETERMINANT DE LA DYNAMIQUE DES FLUIDES DANS LES PROCESSUS D'ELECTRODEPOSITION EN CONVECTION FORCEE ET LES SYSTEMES ROTATIFS D'ATOMISATION DE PEINTURE. LES DEPOTS ELECTROLYTIQUES SUR CYLINDRE CIRCULAIRE EN CONVECTION FORCEE A DES NOMBRES DE REYNOLDS 10 ET 200 ONT ETE SIMULES AVEC SUCCES. DES COMPARAISONS AVEC DE PRECEDENTS RESULTATS NUMERIQUES ET THEORIQUES SONT PRESENTEES. IL EST MONTRE QUE LE SILLAGE INSTABLE QUI APPARAIT POUR DES NOMBRES DE REYNOLDS SUPERIEURS 50 N'AFFECTE LE TRANSFERT DE MASSE A LA SURFACE DU CYLINDRE QUE DE FACON MOYENNEE DANS LE TEMPS. CE RESULTAT EST COMPARE AU CAS DU TRANSFERT THERMIQUE OU L'INSTATIONNARITE EST BEAUCOUP PLUS MANIFESTE. ON MONTRE QUE L'APPLICATION D'UN MOUVEMENT DE CIRCULATION A LA SURFACE DU CYLINDRE PRODUIT, EN UTILISANT DES VALEURS OPTIMALES DE CIRCULATION, UNE ZONE FERMEE DE RECIRCULATION DE FLUIDE AUTOUR DU CYLINDRE QUI ENGENDRE UNE AMELIORATION NOTABLE DE L'UNIFORMITE DU DEPOT. LA DISCIPLINE SCIENTIFIQUE QUE CONSTITUE LA MAGNETOELECTROLYSE EST PRESENTEE, EN PRECISANT LES CAS D'UTILISATIONS DE CHAMPS MAGNETIQUES SUR LES PROCEDES DE TRANSFERT DE MASSE. UNE CLASSIFICATION DES PARAMETRES SANS DIMENSIONS QUI CONTROLENT LES PHENOMENES EST PROPOSEE. LA MAGNETOELECTROLYSE EST APPLIQUEE POUR LA PREMIERE FOIS AUX PROCESSUS D'ELECTRODEPOSITION. ON ETABLIT QUE L'UTILISATION DES FORCES DE VOLUMES INDUITES PAR L'APPLICATION DE CHAMPS MAGNETIQUES ALTERNATIFS PEUT ENTRAINER UNE AMELIORATION REMARQUABLE DE L'HOMOGENEITE DES DEPOTS ET DONC DE LA PRODUCTIVITE. L'APPLICATION D'UN CODE NUMERIQUE A VOLUMES FINIS EST EGALEMENT ETUDIEE DANS UN AUTRE DOMAINE DE L'INDUSTRIE DU TRAITEMENT DE SURFACE, L'ATOMISATION DE PEINTURE. UNE SITUATION CRITIQUE DE RETOURNEMENT DE JET EST ANALYSEE. LES DIFFERENTS PARAMETRES IMPLIQUES DANS LE PHENOMENE SONT ETUDIES ET DES SUGGESTIONS PERMETTANT LA CONCEPTION DE NOUVEAUX ATOMISEURS SONT TESTEES.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Etude de l'influence des forces magnétiques sur l'hydrodynamique et le transfert de matière en électrochimie

L'effet des champs magnétiques sur les processus de transfert de matière peut se manifester essentiellement du fait de l'existence de deux champs de forces: la force électromagnétique et la force agissant sur les espèces paramagnétiques en solution. Le travail présenté à pour objectif d'une part de mettre en évidence l'existence des forces d'origine magnétique, et d'autre part de quantifier leur influence sur les processus de transfert de matière. Le travail se base sur une double approche expérimentale et théorique. Sur le plan expérimental une cellule électrochimique a été réalisée et sur le plan théorique, le travail s'est fondé sur la modélisation numérique des écoulements (Code FLUEN'fW). Par ailleurs, une approche phénoménologique des processus a permis de retrouver les lois d'évolution des transferts de matière en B2/3 identifiées par la plupart des expérimentateurs. La confrontation des résultats théoriques et expérimentaux révèle un excellent accord, ce qui permet en définitif de confirmer l'existence du champ de force paramagnétique.The effect of the magnetic fields on the matter transfer processes can appear primarily before the existence of two forces. The first one is the electromagnetic force, and the other force is the one acting on the paramagnetic species in solution. The work presented here aims, on one hand, to highlight the existence of the forces of magnetic origin and, on the other hand, to quantify their influence on matter transfer processes. This work is based on both an experimental and theoretical approaches. From an experimental point of view, an electrochemical cell was carried out. From a theoretical point of view, the work was based on the numerical modelling of the flow, CFD model (FLUEN'fW code). ln addition, a phenomenological approach of the processes leads to evolution laws of the matter transfers in B2/3 identified by the majority of the experimenters. The confrontation of the theoretical and experimental results reveals an excellent agreement that finally confirms the existence of the paramagnetic force field.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Grossesse et oxygénothérapie (conséquences sur le foetus)

En France, la femme enceinte intoxiquée au monoxyde de carbone est de manière systématique traitée par oxygénothérapie hyperbare. Cette démarche thérapeutique n'est pas unanime au point de vue international. Les effets secondaires du traitement sur le fœtus et la femme enceinte restent flous. Au niveau cellulaire, l'oxygénothérapie hyperbare est responsable d'une augmentation du nombre de mutations génétiques. A l'échelle organique les modifications des concentrations des gaz sont responsables d'une adaptation du système respiratoire, cardiovasculaire et cérébrale. La toxicité fœtale chez l'animal liée à l'oxygénothérapie hyperbare semble confirmée. L'effet tératogène dépend de la pression partielle de FiO2 et non pas de la pression totale. Le mécanisme reste encore inconnu. Le seuil à partir duquel l'oxygène est toxique semble être multifactoriel : - le seuil est variable d'une espèce à l'autre et au sein d'une même espèce - il est fonction du temps d'exposition - il est fonction de la fréquence d'exposition - il dépend de l'âge gestationnel au moment de l'exposition et les pathologies issues de l'exposition seront différentes d'une date à l'autre expliquant ainsi la diversité des pathologies rencontrées (pathologies cardiaques, avortements, hypotrophies, ophtalmopathies).La toxicité fœtale chez l'humain n'a pas été mise en évidence dans les conditions de l'oxygénothérapie hyperbare mais les études réalisées dans ce contexte sont biaisées et les puissances statistiques insuffisantes. Une étude réalisée chez les femmes plongeant durant la grossesse a révélé un taux élevé de complications chez le fœtus. L'étude réalisée dans cette thèse concerne 40 cas exposés à l'oxygénothérapie hyperbare durant la vie fœtale et 40 témoins. Il n'a pas été mis en évidence d'augmentation significative des malformations ni de différences significatives de poids et de terme de naissance. Mais la puissance statistique de l'étude est insuffisanteIn France, the pregnant woman poisoned with carbon monoxide is systematically treated by hyperbaric oxygen treatment. This therapeutic step is not unanimous from the international point of view. The adverse effects of the treatment on the foetus and the pregnant woman are not known. At the cellular level, hyperbaric oxygen treatment increase the number of genetic mutations. At the organic level, an adaptation of the respiratory, cardiovascular and cerebral system is observed. The relation with foetale toxicity in the animals and hyperbar oxygen treatment seems confirmed. The teratogenic effect depends of the pressure partial of O2 but not of the total pressure. The mechanism remains still unknown and the threshold from which oxygen is toxic seems to be multi-factor : - The threshold is variable from one specie to another and within the same species. - It is function of the duration and of exposure. - It is in relation with the frequency of exposure. - It depends on the gestationnel age at the time of the exposure and pathologies resulting from the exposure will be different from one date to another thus explaining the diversity of pathologies met (cardiac pathologies, abortions, hypotrophies, ophtalmopathies). Human foetale toxicity has never been highlighted under the conditions of hyperbaric oxygen treatment but the studies carried out in this context are skewed and had insufficient statistical significancy. A study carried out among women diving during the pregnancy revealed a high rate of foetal complications. The study carried out in this thesis relates to 40 cases exposed to hyperbar oxygen treatment during the foetal life and 40 witnesses. No significant increase in malformations nor significant differences of weight and term of birth have been highlighted. But the statistical significancy of the study is insufficientPARIS12-CRETEIL BU Médecine (940282101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Etude d'un générateur thermoacoustique MHD pour une application spatiale

Cette étude concerne la production de courant électrique par un procédé mettant à profit l effet thermo-acoustique pour convertir l énergie thermique en énergie mécanique et la Magnétohydrodynamique pour convertir l énergie mécanique en énergie électrique. Cette technologie est particulièrement adaptée à l'exploration spatiale du fait qu elle n utilise aucune pièce mécanique mobile ni aucune circulation de fluide.Le principe thermoacoustique, qui concerne la première partie de ce mémoire, utilise un gradient thermique imposé le long de petites plaques insérée longitudinalement dans un tube, le stack , pour générer spontanément une onde de pression qui se propage à la vitesse du son entre les deux extrémités fermées de ce tube. Cette oscillation de pression s accompagne évidemment d une oscillation de vitesse du fluide. Lorsque cette oscillation est générée au sein d un liquide conducteur de l électricité elle peut être convertie en énergie électrique par interaction avec un champ magnétique. Cette interaction qui met en œuvre les principes de la magnétohydrodynamique est décrite dans la deuxième partie de ce mémoire. Le travail effectué est alors centré sur les générateurs MHD à conduction. Il tient compte des différentes conditions rencontrées (nombre de Reynolds, nombre de Reynolds magnétique, nombre de Hartmann ) et de l'influence de toutes les pertes et perturbations capables de réduire le rendement du système.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF