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Antonio Perrrira (ENSEM

UE : Processus de transfert

SEMESTRES6CODE6KUE0N02 ECTS4
CMTDTPEItravail personnellangue enseignement

18 h36 h0 h0 h50 hFRENG
Responsable(s):

Michel Buès

OUINON

Intervenant(s):

ENSG

Michel Buès, Constantin OlteanOltéan, Anne-Julie Tinet, Michel Panfilov, Irina Panfilova

extérieur(s))
prérequis:Hydrodynamique terrestredocuments:Polycopiés

Course: Transfer processes

Rheology of geological fluids

From non-viscous fluid to non-Newtonian fluids. 

Navier & Stokes equations in laminar flow. 

Behaviors of complex fluids and physical interpretation of dynamic viscosity.

Rheological classification. Apparent viscosity. Viscous, pseudo-plastic or plastic, dilating, thixotropic or rheopectic fluids, viscoelastic fluids.

Experimental technics: rheometers (Couette, Plane, Cone / Plane).

Anisotropy of normal stresses - Weissenberg effect.

Rabinowitsch procedure and equation. 

Thermal transfer

From thermodynamics to heat transfers

Basic mechanisms, first law of thermodynamics, energy balance equation

Local equation of heat. Stationary conduction and electrical analogy

Transient conduction, Laplace transform. 

Convective heat transfer: natural, mixed or forced convection

Hydrodynamic and thermal boundary layers

Dimensionless numbers (Reynolds, Prandtl, Eckert, Nusselt, …)

Practical determination of a convective exchange coefficient. Coupled heat transfer.

Mass transfer and thermal transfer.  

Transport in porous media

Transport of solutes in porous media

Mass balance and transport equation

Convective (advective) transport, current waves, conservation of the initial profile. 

Molecular diffusion - Fick's law - Transport equation for a binary mixture

Hydrodynamic dispersion in porous media 

Transport with adsorption and biophysicochemical mechanisms


ORGANISATION ET CONTENU PÉDAGOGIQUE


Rhéologie des fluides géologiques

  • Du fluide parfait au fluide réel - équations de Navier & Stokes en écoulement laminaire comportements de fluides complexes
  • Interprétation physique de la viscosité dynamique
  • Classification rhéologique
  • Viscosité apparente. Fluides visqueux, pseudo-plastique ou plastique, dilatant, thixotropique ou rhéopectique Fluides viscoélastiques
  • Écoulement de fluide non-newtonien généralisé. Rhéomètres de Couette, Plan, Cône/Plan
  • Anisotropie des contraintes normales - Effet Weissenberg
  • Procédure et équation de Rabinowitsch. 

    Transfert thermique
  • De la thermodynamique aux transferts thermiques
  • Mécanismes de base- Expression du P1
  • Équation locale de la chaleur. Conduction en régime stationnaire/régime transitoire
  • Analogie - Régime varié linéaire
  • Transformée de Laplace. Transfert de chaleur par convection
  • Convection naturelle, mixte ou forcée
  • Couches limites dynamique et thermique
  • Nombres adimensionnels (Reynolds, Prandtl, Eckert, Nusselt, ...)
  • Détermination pratique d’un coefficient d’échange convectif. Transfert de chaleur couplé
  • Transfert de masse et transfert thermique. 

    Transport de masse en milieux poreux
  • Transport de solutés en milieux poreux
  • Bilan de masse et équation de transport
  • transport convectif (advectif), ondes courantes, conservation du profil initial. Diffusion moléculaire
  • Loi de Fick - Equation de transport pour un mélange binaire
  • Dispersion hydrodynamique en milieux poreux. Transport avec adsorption et des mécanismes biophysicochimique
  • Modèle d'équilibre
ACQUIS et COMPÉTENCES
Acquis d'apprentissage fondamentaux (AF)
AF1

Capacité à comprendre et décrire le comportement d’un fluide réel dans le domaine des géosciences. Application des principes fondamentaux pour des fluides newtoniens et non newtoniens.

Ability to understand and describe the behavior of a real fluid in the field of geosciences. Application of fundamental principles for Newtonian and non-Newtonian fluids.
AF2

Comprendre les principes de conduction, convection, radiation thermique et leur rôle en géosciences. Poser et résoudre des problèmes traduits par l’équation de la chaleur sous diverses conditions (CI & CL, …).

Understand the principles of conduction, convection, thermal radiation and their role in geosciences. Ask and solve problems expressed by the heat equation under various conditions (Initial condition & boundary conditions, ...).
AF3

Maîtriser les différents mécanismes de transport des mélanges fluides en milieux poreux géologiques et savoir les décrire en utilisant des outils de modélisation élémentaires.

Master the different transport mechanisms of fluid mixtures in porous geological media and know how to describe them using basic modeling tools.
Modalités de contrôle des Connaissances et des Compétences
Examen final:OUIContrôle continu:OUIRapport/Projet:NONOral:NON

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