Étude de l’effet géométrique, physique et thermique des protubérances montées dans un canal vertical sur la convection naturelle en régime turbulent.

Abstract

Dans cette étude, le système considéré est un canal vertical dans lequel les transferts se déroulent par convection naturelle turbulente. Sur l'une des parois de ce canal sont fixées des protubérances, équidistantes de section rectangulaire, soumises à un flux de chaleur uniforme et de densité constante. Ces protubérances sont constituées soit d'un matériau poreux saturé d'eau soit d'un matériau non poreux. Le travail consiste à caractériser la convection naturelle en fonction du rapport d’aspect des protubérances, de la densité du flux de chaleur, de la nature du matériau de la protubérance, de sa porosité. Ainsi, l'analyse de l'influence des paramètres physiques du système canal-protubérances sur l'hygrométrie et la température de l'air circulant dans le canal peut aider à améliorer les connaissances, par exemple, de la climatisation passive. Les résultats de l’analyse du transfert de chaleur et de masse sont obtenus en résolvant les équations de mouvement et du transfert de chaleur et de masse en adoptant le modèle standard de la turbulence k-epsilon pour un système bidimensionnel et stationnaire. La procédure numérique se base sur un code de la dynamique numérique des fluides validé par des données expérimentales. Une amélioration de l’efficacité de la convection naturelle turbulente, dans le canal vertical compris entre 0 et 8.5% comparativement au cas d’un canal vertical sans protubérances, a été observée