Simulation numérique des échanges thermiques par convection mixte dans un canal cavité

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Date

2014

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Publisher

Université Mouloud Mammeri Tizi-Ouzou

Abstract

Une étude numérique des transferts thermiques par convection mixte dans un canal muni d’une cavité ouverte a été menée moyennant le logiciel Fluent. L’objectif principal de ce travail était d’étudier l’effet des paramètres de control tels que le nombre de Richardson, le nombre de Reynolds, le rapport de forme de la cavité et enfin le positionnement de la paroi source de chaleur au sein de la cavité, en considérant à cet effet les trois configurations géométriquement possible. La modélisation mathématique du phénomène physique a été effectuée par les équations de conservation dynamiques et thermique. Leur résolution a été abordée moyennant le logiciel Fluent qui est basé sur la méthode des valeurs finis. Un maillage adéquat a été adopté suite à une étude minutieuse de la sensibilité au maillage. La validation du code de calcul a été faite en comparant nos résultats avec ceux déjà publié dans la littérature. Les effets du nombre de Reynolds et de Richardson, le positionnement de la paroi chaude sur l’une des parois horizontales ou verticales de la cavité ainsi que le rapport de forme D H c'est-à-dire l’effet de la variation de la profondeur de la cavité ont été examiné. Les différents résultats sont présentés en termes de ligne du courant, d’isothermes, des profils de vitesse, des profils des nombres de Nusselt locaux et moyen. Les principaux résultats qui ont découlé de cette étude ont permis d’aboutir aux conclusions suivantes:  Il y a une différence marquée entre les trois modes de chauffage considérés, et leur effet sur les structures dynamiques et thermiques est important.  Le taux de transfert de chaleur augmente avec l’augmentation des nombres de Reynolds et de Richardson, ce qui traduit par des valeurs relativement élevées des nombre de Nusselt locaux aux niveaux des parois chauffées, ainsi que une transformation remarquable dans la forme des zones de recirculation dans la cavité.  Un meilleur taux de transfert de chaleur est obtenu dans la troisième configuration ou la paroi chaude est située sur la paroi verticale droite de la cavité comparativement avec les deux autres configurations.  Le taux du transfert de chaleur au niveau de la paroi horizontale de la cavité augmente considérablement avec la diminution de la profondeur de la cavité.

Description

73 f. : ill. ; 30 cm. +(CD-Rom)

Keywords

Echange thermique, Canal cavité

Citation

Energétique