| Titre : |
Etude Numérique de la Condensation de type Film Mince en convection forcée dans un Canal dont les Parois sont recouvertes d’un Matériau Poreux- Détermination des Longueurs d’Entrée |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Pape Tamsir Ndiaye, Auteur |
| Editeur : |
Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur |
| Année de publication : |
provisoire |
| Importance : |
92 P. |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
canal vertical condensation Darcy-Brinkman-Forchheimer différence finie implicite film mince longueur d’entrée milieu Poreux convection forcée mécanique des fluides |
| Résumé : |
Une étude numérique de la condensation en convection forcée d’une vapeur pure et saturée dans un canal dont les parois sont recouvertes d’un matériau poreux est présentée dans cette thèse.
Les transferts dans le milieu poreux et le liquide pur sont décrits respectivement par le modèle généralisé de Darcy-Brinkman-Forchheimer et les équations classiques de la couche limite. Le maillage du domaine numérique est considéré uniforme dans les directions transversale et longitudinale. Les termes d’advection et de diffusion sont discrétisées respectivement avec un schéma décentré arrière et un schéma centré. Les systèmes d’équations algébriques couplés ainsi obtenus sont résolus numériquement grâce à une méthode itérative de relaxation ligne par ligne de type Gauss-Seidel. L’épaisseur du film de condensât est déterminée à partir des bilans thermique et massique à l'interface liquide/vapeur qui est résolue grâce à une procédure itérative.
Afin de déterminer l’influence des différents paramètres sur le processus de condensation (les longueurs d’entrée), nous avons d’abord analysé l’influence des paramètres du problème sur les profils de vitesses (champ hydrodynamique), de températures (champ thermique) dans les deux milieux (poreux et liquide pur), l’épaisseur du film liquide et le taux de transfert de chaleur (nombre de Nusselt local) à l’interface milieux poreux/liquide pur. Il ressort de nos simulations numériques que le champ thermique est influencé par le champ hydrodynamique parce que les nombres de Prandtl considérés sont élevés (Pr˃1 pour la plupart des fluides). La diminution des nombres de Reynolds, de Prandtl et de l’épaisseur de la couche poreuse adimensionnelle, du rapport de conductivité thermique décroit les profils de vitesse et de température. Plus l’écoulement est lent, plus la condensation est favorisée et l’épaisseur du film liquide augmente. Cette augmentation provoque une résistance thermique plus grande qui diminue les échanges thermiques le long de l’écoulement. Ce qui explique la diminution du nombre de Nusselt local (taux de transfert thermique). L’augmentation de l’épaisseur du film liquide entraine aussi une diminution de la longueur d’entrée. Nous constatons un accroissement de la longueur d’entrée en fonction du nombre de Reynolds, du nombre de Prandtl, du rapport de conductivité thermique et de l’épaisseur de la couche poreuse. Cet accroissement est quasiment linéaire pour ces derniers sauf pour le nombre Reynolds (accroissement exponentiel). Nous notons que la sensibilité de la condensation à une variation du nombre de Reynolds est aussi importante que sa valeur (nombre de Reynolds) est grande. Cependant une diminution du rapport de forme et du nombre de Jacob entraine une augmentation des profils de vitesse et de température, une diminution de l’épaisseur du film liquide adimensionnelle, une augmentation de Nombre de Nusselt. Les longueurs d’entrée décroissent exponentiellement en fonction du rapport de forme et du nombre de Jacob. Ces décroissances sont grandes quand leurs valeurs sont petites (nombre de Jacob inférieur à 2.10-8 et rapport de forme inferieur 100); de petites variations du rapport de forme et du nombre de Jacob font varier sublimement la longueur d’entrée adimensionnelle. Nous concluons que la condensation est très sensible à des variations du rapport de forme et surtout du nombre de Jacob quand ils sont petits (nombre de Jacob inférieur à 2.10-8 et rapport de forme inferieur 100). |
| Permalink : |
https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=445 |
Etude Numérique de la Condensation de type Film Mince en convection forcée dans un Canal dont les Parois sont recouvertes d’un Matériau Poreux- Détermination des Longueurs d’Entrée [texte imprimé] / Pape Tamsir Ndiaye, Auteur . - Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur, provisoire . - 92 P. ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
canal vertical condensation Darcy-Brinkman-Forchheimer différence finie implicite film mince longueur d’entrée milieu Poreux convection forcée mécanique des fluides |
| Résumé : |
Une étude numérique de la condensation en convection forcée d’une vapeur pure et saturée dans un canal dont les parois sont recouvertes d’un matériau poreux est présentée dans cette thèse.
Les transferts dans le milieu poreux et le liquide pur sont décrits respectivement par le modèle généralisé de Darcy-Brinkman-Forchheimer et les équations classiques de la couche limite. Le maillage du domaine numérique est considéré uniforme dans les directions transversale et longitudinale. Les termes d’advection et de diffusion sont discrétisées respectivement avec un schéma décentré arrière et un schéma centré. Les systèmes d’équations algébriques couplés ainsi obtenus sont résolus numériquement grâce à une méthode itérative de relaxation ligne par ligne de type Gauss-Seidel. L’épaisseur du film de condensât est déterminée à partir des bilans thermique et massique à l'interface liquide/vapeur qui est résolue grâce à une procédure itérative.
Afin de déterminer l’influence des différents paramètres sur le processus de condensation (les longueurs d’entrée), nous avons d’abord analysé l’influence des paramètres du problème sur les profils de vitesses (champ hydrodynamique), de températures (champ thermique) dans les deux milieux (poreux et liquide pur), l’épaisseur du film liquide et le taux de transfert de chaleur (nombre de Nusselt local) à l’interface milieux poreux/liquide pur. Il ressort de nos simulations numériques que le champ thermique est influencé par le champ hydrodynamique parce que les nombres de Prandtl considérés sont élevés (Pr˃1 pour la plupart des fluides). La diminution des nombres de Reynolds, de Prandtl et de l’épaisseur de la couche poreuse adimensionnelle, du rapport de conductivité thermique décroit les profils de vitesse et de température. Plus l’écoulement est lent, plus la condensation est favorisée et l’épaisseur du film liquide augmente. Cette augmentation provoque une résistance thermique plus grande qui diminue les échanges thermiques le long de l’écoulement. Ce qui explique la diminution du nombre de Nusselt local (taux de transfert thermique). L’augmentation de l’épaisseur du film liquide entraine aussi une diminution de la longueur d’entrée. Nous constatons un accroissement de la longueur d’entrée en fonction du nombre de Reynolds, du nombre de Prandtl, du rapport de conductivité thermique et de l’épaisseur de la couche poreuse. Cet accroissement est quasiment linéaire pour ces derniers sauf pour le nombre Reynolds (accroissement exponentiel). Nous notons que la sensibilité de la condensation à une variation du nombre de Reynolds est aussi importante que sa valeur (nombre de Reynolds) est grande. Cependant une diminution du rapport de forme et du nombre de Jacob entraine une augmentation des profils de vitesse et de température, une diminution de l’épaisseur du film liquide adimensionnelle, une augmentation de Nombre de Nusselt. Les longueurs d’entrée décroissent exponentiellement en fonction du rapport de forme et du nombre de Jacob. Ces décroissances sont grandes quand leurs valeurs sont petites (nombre de Jacob inférieur à 2.10-8 et rapport de forme inferieur 100); de petites variations du rapport de forme et du nombre de Jacob font varier sublimement la longueur d’entrée adimensionnelle. Nous concluons que la condensation est très sensible à des variations du rapport de forme et surtout du nombre de Jacob quand ils sont petits (nombre de Jacob inférieur à 2.10-8 et rapport de forme inferieur 100). |
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