Application de la méthode SIMPLER à l'étude de la convection naturelle dans un thermosiphon constitué de deux parois planes verticales ou hyperboliques PDF Download
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Book Description
L'auteur étudie numériquement la convection naturelle thermique, bidimensionnelle et laminaire d'un fluide newtonien se développant dans un thermosiphon dont les parois sont des plaques planes ou des surfaces hyperboliques, soumises à des densités de flux de chaleur égales et constantes ou maintenues à une temperature constante. Dans une première étape, l'auteur fait une étude comparative entre un modèle utilisant les approximations de la couche limite et le code de calcul SIMPLER en considérant le cas du thermosiphon constitué de deux parois planes verticales. Lorsque les parois du thermosiphon sont des surfaces hyperboliques les équations de transfert adimensionnelles, écrites dans un système de coordonnées elliptico-cylindriques, sont résolues à l'aide de la méthode des volumes de contrôle associé au schéma de la loi de puissance de Patankar. Les influences du nombre Grashof, du facteur de courbure et de la demi-hauteur sur les champs des températures et des vitesses, les transferts de chaleur et les valeurs des grandeurs de sortie sont analysés.
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L'auteur étudie numériquement la convection naturelle thermique, bidimensionnelle et laminaire d'un fluide newtonien se développant dans un thermosiphon dont les parois sont des plaques planes ou des surfaces hyperboliques, soumises à des densités de flux de chaleur égales et constantes ou maintenues à une temperature constante. Dans une première étape, l'auteur fait une étude comparative entre un modèle utilisant les approximations de la couche limite et le code de calcul SIMPLER en considérant le cas du thermosiphon constitué de deux parois planes verticales. Lorsque les parois du thermosiphon sont des surfaces hyperboliques les équations de transfert adimensionnelles, écrites dans un système de coordonnées elliptico-cylindriques, sont résolues à l'aide de la méthode des volumes de contrôle associé au schéma de la loi de puissance de Patankar. Les influences du nombre Grashof, du facteur de courbure et de la demi-hauteur sur les champs des températures et des vitesses, les transferts de chaleur et les valeurs des grandeurs de sortie sont analysés.
Author: Jacques Salat Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 214
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Cette étude expérimentale et numérique s'intéresse aux écoulements tridimensionnels de convection naturelle de l'air en cavité différentiellement chauffée pour une valeur du nombre de Rayleigh égale à 1,48.109, soit en régime de transition avancée à la turbulence. La cavité a pour dimensions 1m x 1m x 0,32m. Elle est constituée de deux parois actives verticales à température uniforme et imposée, de deux parois horizontales isolantes et de deux parois latérales supposées adiabatiques. La résolution d'un problème inverse permet la détermination précise des conditions aux limites thermiques relatives aux parois horizontales, et des mesures par caméra infrarouge fournissent une cartographie de température des parois latérales. Une caractérisation des champs thermiques par microthermocouples, et dynamiques (mesure des 3 composantes de la vitesse) par LDV, dans différents plans de la cavité est proposée ainsi que les champs couplés vitesse-température dans le plan vertical médian. Une comparaison de ces mesures aux résultats numériques obtenus par DNS-3D par méthode spectrale Chebyshev est restituée. L'influence de la profondeur de la cavité et de l'émissivité des différentes parois est examinée. Enfin, une simulation munie des conditions aux limites thermiques expérimentales sur les 6 faces de la cavité permet notamment d'expliquer les mécanismes complexes d'alimentation des couches limites.
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L'étude réalisée associe une investigation numérique et une étude expérimentale, elle traite du couplage des transferts de chaleur par convection, conduction et rayonnement engendrés par le chauffage d'une paroi verticale placée dans l'air, soumise à des répartitions de puissances dissipées non uniformes. L'étude expérimentale a été faite sur une paroi plane verticale composée de dix éléments fluxmétriques formant une paroi de 1.50 x 0.80 m2 permettant de dissiper des puissances allant de 0 à 700 W / m2 sur chaque élément de la paroi. Plusieurs configurations différenciées par la répatition des puissances dissipées le long de la hauteur de la paroi sont étudiées - chauffage uniforme, intermittent, en escalier montant ou encore en escalier descendant - Pour chaque cas étudié nous avons mesuré la distribution de la température le long de la paroi et les profils de températures et de vitesses dans l'écoulement de convection naturelle engendré par le chauffage de la paroi. Pour la résolution numérique des équations phénoménologiques deux modèles ont été utilisés : l'un traitant de la conduction interne couplée au rayonnement entre la surface solide et le milieu environnant et l'autre simulant l'écoulement de convection naturelle; il utilise la méthode de Patankar-Spalding. Le couplage des deux converge rapidement et fournit des solutions satisfaisantes confirmées par les prévisions théoriques dans les cas simples et validées par les mesures expérimentales dans les autres cas. Une étude numérique paramétique de l'influence de la conductivité et de l'émissivité de la paroi flumétrique a montré la sensivilité de l'ensemble des grandeurs caractérisant les transferts de chaleur vis à vis de ces deux paramètres.
Author: Abderrahim Abbani
Author: Abderrahim Abbani
Author: Jacques Salat
Author: Gilles Hugot
Author: Zely Arivelo Randriamanantany
Author: Azouaou Saidi