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Transferts couplés de chaleur et de masse lors de l’évaporation des liquides en régime instationnaire

N. Lefi and N. Boukadida

Département de Physique, Unité de Recherche Energie et Environnement Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie, 4003 Ibn Khaldoun, Sousse, Tunisie

Abstract

The study of mechanisms of heat and mass transfer with phenomenon of evaporation in forced convection, without liquid film, is often treated in the case of a steady established regime. The in-time monitoring, i.e. in unsteady phenomena of the different phenomena and magnitude can help better understand of the mechanisms of coupled heat and mass transfer during the evaporation of liquids in a confined space at the level of a free surface [1-4]. This work thus provides a contribution to the understanding of these mechanisms in unsteady forced convection during the evaporation of some liquid in a horizontal channel. The flow is laminar and two-dimensional. The gas mixture is supposed to be transparent along the thermal radiation. The method of finite differences was adopted for the numerical solution of the different conservation equations. We mainly present the evolution of different spatial physical values such as temperature, vapor concentration and longitudinal and transversal components of the fluid velocity. We also present evolution of local heat and mass transfer coefficients and the evolution with time of Nusselt and Sherwood numbers.

Résumé

L’étude des mécanismes des transferts de chaleur et de masse avec phénomène d’évaporation en convection forcée sans film liquide se fait souvent dans le cas d’un régime stationnaire établi. Le suivi dans le temps, c’est-à-dire en instationnaire des différents phénomènes et grandeurs permet de mieux appréhender les mécanismes des transferts couplés de chaleur et de masse lors de l’évaporation des liquides dans un espace confiné au niveau d’une surface libre [1-4]. Le présent travail apporte donc une contribution à la compréhension de ces mécanismes en convection forcée instationnaire au cours de l’évaporation de certains liquides dans un canal horizontal. L’écoulement est laminaire et bidimensionnel. Le mélange gazeux est supposé transparent au rayonnement thermique. C’est la méthode des différences finies qui a été adoptée pour la résolution numérique des différentes équations de conservation. Nous présentons principalement l’évolution spatiotemporelle des différentes grandeurs physiques telles que la température, la concentration en vapeur et les composantes longitudinale et transversale de la vitesse du fluide. Nous présentons aussi l’évolution des coefficients locaux des transferts thermique et massique ainsi que celles des nombres de Nusselt et de Sherwood moyens.

Keywords

Evaporation - Convection forcée - Couche limite - Canal plan.

Transferts couplés de chaleur et de masse lors de l’évaporation des liquides en régime instationnaire
Texte intégral

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