Sustainability is one of the challenging issues in electricity production systems.Recently, solid oxide fuel cell (SOFC) has been suggested for use in combined heat andpower (CHP) systems. This application is introduced as a promisingenvironmentally-friendly system according to the thermodynamic and electrochemical models.In this paper, an atmospheric SOFC/CHP cycle was analysed based on integrating exergyconcepts, energy and mass balance equations. In this regard, a zero-dimensional energy andmass balance model was developed in engineering equation solver (EES) software. Twodimensionless parameters (the exergetic performance coefficient (EPC) for investigatingthe whole cycle, and exergetic efficiency for investigating the exergy efficiency of themain component of this cycle) were applied. Results show that efficiencies of the systemhave been increased substantially. The electrical efficiency, total efficiency and EPC ofthis cycle were ~54%,~79% and~58% respectively.Moreover, the CO2emission is 19% lower than when compared with a conventional combined power cycle fed bynatural gas. In addition, a dynamic economic evaluation was performed to extract the mostsensitive parameters affecting the outputs: electricity sales price (ESP), equipmentpurchase cost and fuel cost. Furthermore, an electricity production cost of~125 $MW.h-1 wasattributed to our model, resulting in yet further cost reduction for widespreadapplications of this cycle.

This paper investigates the flow boiling heat transfer in microchannels with the aim ofdeveloping compact cooling systems which can be adapted to miniaturized power components.Nano- and micro-surface treatments were used as innovative techniques to improve the heattransfer performance as well as to delay the intermittent dryout. It was observed that themicro-structured surfaces show significant enhancements (up to 85%) in heat transfercompared to the smooth surfaces. Especially, using the highly-wetted structured surface,the intermittent dryout is improved.

The present paper is concerned with the thermoelectric behaviour of CFRP compositesamples subjected to DC currents in view of developing experimental and modelling toolsfor the characterisation of the thermo-electro-mechanical behaviour of composite materialsfor aircraft applications. DC currents up to 8 A are injected through the specimens endsides by employing several different electrode techniques whose performances are assessedand compared. Sample and electrode contact resistances are measured for different valuesof the injected current. The transient and permanent temperatures fields promoted by theinjected currents are experimentally measured by infrared thermography. The temperaturefields are simulated numerically by a thermoelectric coupled model employing theABAQUS®FE commercial code; temperatures can be also approximately calculated by a simple lumpedparameter model discarding thermal conduction. The comparison between simulations by themodels and measurements allows employing the simplified model as a tool to designthermo-electro-mechanical tests.

Dans cet article, une étude comparative entre les caractéristiques hydrodynamiques del’écoulement laminaire généré en cuves agitées par différents mobiles de proximité de typemono et double vis avec profils simple et modifié a été menée en utilisant la simulationnumérique. Cette étude a été abordée à l’aide d’un code spécifique de dynamique desfluides numérique (CFD), basé sur la résolution des équations de Navier-Stokes par laméthode des volumes finis. Les résultats numériques obtenus montrent bien l’influence dela forme du mobile d’agitation sur le comportement de l’écoulement au sein de la cuve. Eneffet, on remarque que l’utilisation d’une vis à profil modifié favorise un champ devitesse plus actif que dans le cas des configurations à profil simple. Par ailleurs, etdans le cas d’une double vis, on note que l’effet de la dissipation visqueuse et dupompage est nettement plus prépondérant, présentant ainsi une meilleure efficacité depompage et de consommation énergétique. La comparaison de nos résultats numériques avecles résultats expérimentaux tirés de la littérature montre une bonne adéquation, ce quiprouve la validité de la méthode d’analyse adoptée.

A special instrumented pad was installed at hydrodynamic thrust bearing of 125 MW pump turbine in one of Polish power plants. “Spring mattress” type thrust bearings of these machines are quite heavily loaded and have caused many problems so far. It was intended to assess bearing present state more thoroughly than with the use of standard monitoring system and to assist in bearing research and development attempts. Instrumentation of the pad comprises 16 thermocouples for measurements of temperature distribution in the pad and 3 proximity probes to evaluate the pad position and film thickness. The pump-turbine with an instrumented bearing was tested at various operating conditions including steady state and transient conditions. One of the examples of the research carried out with the use of the described instrumentation was the research into the influence of hydrostatic jacking pump operation period on bearing performance in transient states which is presented in the paper. The results showed that current practice of pump operation is far from optimum, and that bearing reliability could be improved by changing the current start-up and coasting procedures. The results also showed that pad position during operation is not satisfactory and also some improvement could probably be achieved by rearranging the support of the bearing pad.

The present research study includes thermal energy performance analysis of a flat platesolar collector, in order to cover a sensitivity analysis about effective variablescontributed to performance increasing approach. To obtain that, energy and momentumgoverning equations on a flat plate thermal collector were developed to achieve air outputtemperature and velocity profiles both in model and experiment. The model theory isvalidated with experiments by a set of flat plate thermal collectors, those located in(35◦44′35′′ N, 50◦57′25′′ E) coordinates and then were applied to carry outexperimental activities. Quantitative results depicted that the mean difference betweenpredicted and measured output air temperature in natural and forced convection scenarii is1.47 ◦C (3.5%) and0.9 ◦C (1.5%),respectively; however earlier research works and studies mentioned in literature, includeerror percentages in the range of 4–10%. Another quantification about, the average errorpercentages of estimated amounts of output air velocity profile values in natural andforced convection scenarii is 9% and 4%, respectively. This issue realizes the developedmodel in forced convection scenario more accurate than natural convection scenario.

Le comportement mécanique des renforts tissés utilisés dans les composites est fortement influencé par l'assemblage par tissage des mèches chaîne et trame. La rigidité principale du tissé est celle de tension. Le comportement en tension est non-linéaire compte tenu des liaisons entre les deux réseaux qui conduisent à des non-linéarités géométriques locales. Ce comportement en tension est analysé dans le présent travail par des essais de traction biaxiale et des simulations 3D de la maille élémentaire. La rigidité de cisaillement dans le plan des renforts tissés est faible jusqu'à un angle limite. On montre par des mesures optiques que ceci correspond à une phase de rotation de corps rigide de chaque mèche. Une deuxième phase correspondant à un blocage et un écrasement latéral des mèches conduit à des rigidités beaucoup plus fortes. On présente deux formes simplifiées de l'équation de la dynamique ne prenant en compte que les travaux virtuels de tension d'une part et de tension cisaillement d'autre part. On montre sur un exemple de simulation d'emboutissage d'un renfort tissé que la prise en compte du cisaillement est importante si l'on dépasse un angle limite.

Rolling bearing is probably the most widely used component in rotating mechanicalequipments and its condition monitoring and fault diagnosis to prevent the occurrence ofbreakdown is growing in interest since many years. Vibration signal based methods are themost popular and have been adopted in many kinds of condition monitoring systems. Startingin the early 60, an immense range of different methods has been proposed on this basis, toperform diagnosis, fault identification and classification of bearing faults. Among theothers, one typical approach consists in deep analysis of the most informative frequencyrange output of the system under test; the identification of this band is notstraightforward because the fundamental task consists in finding out the band which is themost informative in contents which, in turn, might not be corresponding to that one of themaximum response, as claimed by some authors. In this paper, Spectral Kurtosis and SupportVector Machine are analysed and compared and it is shown that they typically reach similarresults, in spite of their totally different approach. A brief description of both methodsis given and laboratory data are analysed from a lab rig which uses spare parts of a fullsize power transmission gearbox, designed by AVIO. By taking advantage of thesecomparisons, the analyses are conducted using classical indicators applied to the specificbands suggested by previous analysis such as the RMS and other statistical quantities.Multi dimensional graphs are reported to show the reliability of the obtained results.

Les instabilités générées par frottement sont responsables des divers bruits tels que le crissement, le sifflement ou le broutement... Pour modéliser et comprendre ce phénomène d'instabilités, les analyses temporelles et aux valeurs propres sont utilisées sur un système modèle constitué de deux poutres en contact. Dans l'analyse aux valeurs propres, l'instabilité se manifeste par la coalescence de deux modes propres du système. Dans l'analyse temporelle, l'instabilité est caractérisée par des zones d'adhérence ou de décollement qui apparaissent au niveau de la surface de contact. Les résultats issus des deux analyses sont cohérents et complémentaires. Une validation expérimentale a été effectuée et montre une bonne corrélation entre les résultats numériques et expérimentaux.

Les problèmes vibratoires rencontrés lors de l'usinage en contournage de parois minces affectent la qualité de la pièce finie et dans une moindre mesure, la durée de vie de l'outil et de la broche. C'est pourquoi il est nécessaire de pouvoir limiter ces problèmes par un choix approprié des conditions de coupe. La théorie des lobes de stabilité permet de choisir les conditions de coupe adéquates en fonction du comportement dynamique de la pièce ou de l'outil. Nous introduisons ici les variations de comportement dynamique dues à la position de l'outil, dans le but d'obtenir des conditions de coupe optimales tout le long de l'usinage. Cette généralisation du tracé classique des lobes de stabilité nous conduit à représenter les lobes en trois dimensions. Ces résultats théoriques sont comparés à des usinages expérimentaux de pièces minces, en avalant.

Une étude de l'écoulement dans une soupape de décharge de turbocompresseur de suralimentation, est présentée dans ce travail. Une modélisation numérique tridimensionnelle de l'écoulement turbulent à travers la soupape a été entreprise en s'appuyant sur la résolution des équations de Navier-Stokes et d'énergie couplées à un modèle de turbulence de type k−ε. Cette modélisation a permis de fournir une connaissance fine des structures de l'écoulement à travers la soupape, et de prédire ses courbes caractéristiques de fonctionnement. À partir des résultats locaux de l'écoulement, le coefficient de débit de la soupape a été déterminé en fonction de sa levée. De même, à partir des données géométriques de la soupape, une modélisation analytique a été établie, en vue de donner le débit en fonction du taux de détente. Pour valider aussi bien le calcul par voie de simulation numérique que celui fourni par l'approche analytique proposée, nous avons utilisé un banc d'essai équipé d'un turbocompresseur à soupape de décharge pour automobile. La comparaison des courbes caractéristiques de fonctionnement obtenues à partir de notre travail avec celles des travaux expérimentaux antérieurs, a montré une bonne concordance.

Cet article présente un modèle de connaissance pour mieux comprendre et expliquer les mécanismes à l'origine de la formation de la soudure dans le procédé de soudage par point en nous limitant ici au cas d'assemblages symétriques de tôles nues en acier extra-doux. Dans une première approche, on considère un modèle simplifié prenant en compte les couplages entre les phénomènes électrique, thermique et métallurgique dans l'assemblage mais en supposant les surfaces de contact constantes aux interfaces électrode-tôle et tôle-tôle. Dans une seconde approche le modèle est complété par un calcul mécanique qui permet de calculer les évolutions des surfaces de contact. Les résistances de contact électrique et thermique sont mesurées en fonction de la température et de la pression sur un dispositif expérimental conçu à cet effet. La variation des profils des électrodes en fonction du nombre de soudures réalisées et ses conséquences sur les surfaces de contact sont de même présentées. Le modèle numérique est validé en comparant, d'une part, la taille et la forme des points soudés relevées expérimentalement et calculées numériquement et, d'autre part, les cinétiques thermiques mesurées et calculées dans les électrodes et les tôles. Les techniques d'instrumentation mises au point visent à limiter les perturbations inévitables générées par l'intrusion des capteurs. Les hypothèses et les jeux de données considérés dans le modèle pour définir les conditions interfaciales sont enfin discutés.

Les opérations de fraisage sont relativement complexes à mettre au point car il y a de nombreux paramètres de coupe et caractéristiques géométriques de l’outil. De plus, les efforts de coupe varient en usinage, du fait de la discontinuité de la coupe. La modélisation des opérations de fraisage et la détermination des efforts de coupe devraient permettre d’évaluer, rapidement et avec peu d’essais, l’effet de paramètres géométriques de l’outil et des conditions de coupe, et définir ainsi un domaine d’utilisation acceptable. Toutefois pour réaliser cet objectif, il est nécessaire de disposer de modèles robustes et capables de reproduire l’effet de différents paramètres, en particulier ceux liés à la géométrie de l’outil. Le filetage à la fraise est une technique qui permet de générer aussi bien des filets intérieurs qu’extérieurs par interpolation hélicoïdale avec un outil ayant le profil du filet. Cette technique possède plusieurs avantages, notamment par rapport au taraudage, et s’avère adaptée au contexte de production de pièces à forte valeur ajoutée. D’un point de vue géométrique, le filetage à la fraise est une configuration d’usinage 3D complexe, et ceci par la trajectoire, la géométrie de coupe de l’outil et la section coupée. L’étude proposée traite de la modélisation géométrique du filetage à la fraise qui est une étape préliminaire indispensable notamment à la modélisation des efforts de coupe. L’approche développée expose une formulation analytique complète de la géométrie de la fraise (arête de coupe, face de coupe, face en dépouille) et examine les spécificités de ce type d’outil en terme de variation d’angle d’outil. Par ailleurs, elle propose une formulation simplifiée de la section coupée.

Silicon carbide particulate reinforced aluminum (Al/SiCp) Metal Matrix Composites (MMC) is finding increased applications in Industries due to its unique advantages. Holes are to be drilled in many applications for joining and assembly purposes. Friction drilling is a newer non-traditional hole-making chip less process used to make holes in a single step. The manuscript first discusses the mechanical properties such as tensile strength and micro hardness of Al/SiCp-MMC composites, then it discusses the roundness (hole diameter accuracy) errors on dry friction drilled holes. The parameters considered for the experiments are: the composition of work piece, work piece thickness, spindle speed, and feed rate. The results indicated that the increase in the composition of wt% of SiCp particles increases the tensile strength, hardness. The drilling test results indicated that moderate wt% of SiCp gives better results. Higher spindle speeds and higher feed rates increase the roundness error. The highly influential parameter which affects the roundness error is feed rate. Increase in plate thickness also increases the roundness error in drilling of MMC composites.

Un modèle numérique, permettant d’obtenir de manière automatique des informations sur la propagation des ondes de coup de bélier dans les réseaux maillés de conduites, est présenté. Le modèle tient compte des bifurcations et des dérivations dans les réseaux de conduites ainsi que des pertes de charges. Il est constitué d’un système de deux équations aux dérivées partielles non-linéaires de type hyperbolique résolu par la méthode des caractéristiques. L’algorithme numérique ainsi construit fournit une estimation des pressions maximales dans le fluide et des contraintes maximales dans les parois dues à la fermeture rapide de vannes. Dans certains cas, la contrainte maximale peut devenir supérieure à la contrainte admissible et provoque la rupture des conduites. La dangerosité d’un défaut de type cratère de corrosion a été analysée en déterminant la distribution des contraintes en tête de ce défaut. Les résultats obtenus permettent de calculer le facteur d’intensité de contraintes d’entaille appliqué. Cette grandeur est insérée dans un diagramme Intégrité-Rupture de type SINTAP et les nœuds en situation critique sont déterminés. Il y a risque de rupture si le facteur de sécurité est inférieur à 2. Les résultats de calcul montrent que presque tous les nœuds du réseau analysé sont situés en dehors du domaine d’intégrité.

Cet article traite de l'influence particulière du jerk sur le comportement dynamique d'un système de positionnement à grande cadence. Le robot cartésien 3 axes, utilisé comme support d'étude, est destiné au déchargement des presses à injecter le plastique. Dans ce type d'application, les critères de performances privilégiés sont la rapidité de mouvement et l'amplitude des oscillations liées aux modes de structure sollicités par la dynamique rapide du positionnement. Les performances d'une loi de mouvement à jerk contrôlé sont évaluées à partir d'un modèle analytique du système. On démontre que ce paramètre permet, d'une part, de maîtriser le comportement vibratoire des axes et, d'autre part, de conserver un temps de cycle acceptable en agissant sur les gains de boucle. Enfin, des essais expérimentaux viennent confirmer les résultats théoriques.

Le caractère spécifique d'une machine spéciale nécessite l'élaboration d'un cahier des charges dans lequel le client exprime son besoin. Il oriente et réalise cette étape en fonction de ses habitudes, sans qu'il n'existe une réelle méthode. En retour, le fournisseur consulté, au travers de son offre, s'engage à satisfaire ce besoin en termes de performances, de coûts, de délais et de qualité.Ainsi, la méthodologie proposée définit une stratégie d'élaboration et de maîtrise du cahier des charges. Elle permet d'assister le donneur d'ordres dans la formalisation de son besoin initial et d'aider le constructeur à traduire ce besoin et à analyser les aspects critiques associés afin d'élaborer un plan d'actions en diminution de risques lui permettant de satisfaire les exigences du client.

La contribution de l'aérodynamique pour le développement durable et sécuritaire dans l'automobile est présentée et argumentée à partir de travaux de recherche destinés à contrôler les écoulements pour réduire la consommation et améliorer la stabilité dynamique. Les résultats révèlent la complexité des phénomènes physiques et des problématiques à résoudre pour pouvoir agir sur les mécanismes d'apparition, de développement, d'interaction et de stabilité des structures tridimensionnelles décollées instationnaires. Cette complexité confirme la nécessité de développer des coopérations afin d'améliorer la compréhension des phénomènes physiques et rechercher des solutions qui permettent de contrôler des écoulements décollés associés ou non à des configurations transitoires.

Les différentes étapes de fabrication et de transformation du matériau textile mettent en jeu des fluides non newtoniens dont les propriétés rhéologiques doivent être maîtrisées. Cet article traite principalement de deux exemples relevant du domaine de l'ennoblissement : l'enduction et l'impression de tissus. Les résultats présentés apportent des éléments de compréhension du fonctionnement de procédés faisant intervenir des fluides de formulation très complexe.

La théorie des lobes de stabilité en UGV est aujourd'hui maîtrisée pour des usinages suivant des trajectoires rectilignes et à engagement radial constant. Pour des trajets contenant des arcs de cercles, le diagramme des lobes de stabilité en trajectoire rectiligne n'est plus applicable directement. L'étude expérimentale qui suit propose différentes options et réglages permettant d'utiliser les lobes de stabilité en usinage rectiligne dans le cadre de l'usinage de poches. Les options de programmation de la commande numérique, la consigne de vitesse d'avance et l'engagement radial sont plus particulièrement étudiés et optimisés pour obtenir des conditions les plus stables possibles.