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Etude tridimensionnelle de la convection mixte dans une conduite cylindrique horizontale

K. Maarka et A. Soudani

Laboratoire de Physique Energétique Appliquée, Département de Physique, Faculté des Sciences de la Matière, Université Batna 1, 05000 Batna, Algérie.

Abstract

In this work, we present a numerical study of the mixed convection of a water laminar flow, developed in a cylinder heated by a constant and uniform heat flow. A brief review of recent work on mixed convection flows and heat transfer is presented. A description of the problem is presented through the conservation equations (mass, momentum and energy). The dynamic and thermal characteristics of the physical quantities of this flow are determined numerically using CFD code ANSYS 17.0. In the stationary case, the simulations were carried out using the finite volume method using the Boussinesq approximation. The results obtained confirmed that the gravity forces generate two thermo-convective rollers along the pipe. Thus, the increase in the number of Grashof indicates an increase in the dynamic and thermal fields. On the other hand, the increase of the number of Reynolds induces a decrease of the temperature.

Résumé

Dans ce travail, nous présentons une étude numérique de la convection mixte d’un écoulement d’eau en régime laminaire, développée dans un cylindre chauffé par un flux de chaleur constant et uniforme. Une brève revue des travaux récents sur les écoulements et le transfert de chaleur en convection mixte est exposée. Une description du problème est présentée à travers les équations de conservation (masse, quantité de mouvement et énergie). Les caractéristiques dynamiques et thermiques des grandeurs physiques de cet écoulement sont déterminées numériquement en utilisant le code CFD ANSYS 17.0. Dans le cas stationnaire, les simulations ont été effectuées par la méthode des volumes finis en utilisant l’approximation de Boussinesq. Les résultats obtenus ont confirmé que les forces de gravité génèrent deux rouleaux thermo-convectifs le long de la conduite. Ainsi, l’augmentation du nombre de Grashof indique une augmentation des champs dynamique et thermique. Par contre, l’augmentation du nombre de Reynolds induit une diminution de la température.

Keywords

Convection mixte - Nombre de Nusselt - Transfert de chaleur - CFD - Régime laminaire.

Etude tridimensionnelle de la convection mixte dans une conduite cylindrique horizontale
Texte intégral

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