Etude numérique de la convection mixte transitoire conjuguée dans un tube vertical
Résumé
Dans cet article on va étudier la convection mixte conjuguée en régime laminaire transitoire dans un tube vertical, chauffé par des températures uniformes sur la surface extérieure de la zone centrale de la paroi du canal qui est située entre deux sections adiabatiques, et dans ce cas le fluide traverse le tube du haut vers le bas. Les équations gouvernantes de ce problème sont l’équation de conservation de la masse, les équations de Navier Stokes et l’équation de conservation d’énergie. La méthode des volumes finis a été utilisée pour la discrétisation des équations gouvernantes et l’algorithme SIMPLE pour traitement couplage pression vitesse. Les simulations numériques, par conséquent, sont effectuées pour différentes valeurs de Gr, et l'objectif de notre travail est l'étude de l'effet du nombre de Prandtl (0,01 <Pr <7,1), et l'effet du nombre de Reynolds Re (5 <Re <500), sur la nature du régime d'écoulement du fluide, et le transfert de chaleur dans un tube, tout en sachant que la température et les champs d'écoulement dans le tube sont calculés et présentés pour illustrer la forte influence du nombre de Prandtl Pr,% ainsi que les numéros de Nusselt locaux et moyens qui sont également signalés pour différentes valeurs de Gr, Re et Pr.
Mots clés: Flux convectif instable, Transitoire; conjuguée, Convection mixte laminaire, Canal vertical.
Références
[2]. J. D. Jackson, M. A. Cotton, and B. P. Axcell, “Studies of Mixed Convection in Vertical Tubes, ” Int. J. Heat Fluid Flow, 1989, vol. 10, no. 1, pp. 2–15.
ElWahat pour les Recherches et les EtudesVol.10 n°1 (2017) : 27-36
A. Belaid, O. Kholai, S. Boulkron, T. Arrif, A. Gama et H. Merarda 36
[3]. C. H. Cheng and C.J.Weng., “Developing flow of mixed convection in a vertical rectangular duct with on heating wall, ” Numer. Heat Transfert Par A, 1993, 24, 279-493.
[4]. B. R. Mortan, D. B. Ingham, D. J. Keen, and P. J. Heggs, “Recirculating Combined Con- vection in Laminar Pipe Flow, ” ASME J. Heat Transfer, 1989, vol. 111, pp. 106–113.
[5]. D. D. Joye, “Comparison of aiding and opposing mixed convection heat transfer in a vertical tube with Grashof number variation, ” Int. J of Fluid Flow, 1996, 17, 96-101.
[6]. M. A. Bernier and D. B. Baliga, “Conjugate Conduction and Laminar Mixed Convection in Vertical Pipes for upward Flow and Uniform Wall Heat Flux, ”Numer. Heat Transfer A, 1992, vol. 21, pp. 313-332.
[7]. M. Wang, T. Tsuji, Y. Nagano, “Mixed convection with flow reversal in the thermal entrance region of horizontal and vertical pipes, ” Int. J. Heat Mass Transfer, 1994, 37 (15). 2305-2319.
[8]. G. LaPlante, et M. A. BERNIER, “ Etudes numériques sur la convection mixte dans des conduites verticals, ”lnt. J. Heat Mass Transfer. 1997, Vol. 40, No. 15, pp. 3527-3536.
[9]. A. Omara, S.Abboudi, “Transient heat transfer analysis laminar flow. ” Numerical Heat Transfer, 2006, Part A1, 1–24.
[10]. M. Boumaza, A. Omara, “Numerical investigation of transport phenomena properties on transient heat transfer in a vertical pipe flow, ” Journal of King Saud University – Engineering Sciences 2013.
[11]. S.V. Patankar, Numerical heat transfer and fluid flow, Hemisphere, Washington DC, 1980.
