Etude numérique des transferts de masse et de chaleur en convection naturelle dans un canal : influence de la forme de la paroi

Numerical study of mass and heat transfer in natural convection in a channel : influence of the shape of the wall

• Auteur / Autrice : Olfa Mechergui
• Direction : Xavier Chesneau, Ali Hatem Laatar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 05/07/2017
• Etablissement(s) : Perpignan en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Laboratoire d’Énergétique et des Transferts Thermiques et Massiques (Tunis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Modélisation pluridisciplinaire et simulations (Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Sadok Ben Jabrallah
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sadok Ben Jabrallah, Georges Le Palec, Brahim Ben Beya, Belkacem Zeghmati, Philippe Bournot, Mohamed Afif El Cafsi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Georges Le Palec, Brahim Ben Beya

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaleur -- Convection

Évaporation

Nombre de Nusselt

Modèles mathématiques

Mécanique des fluides

Films liquides (physique)

Transfert de chaleur

Transfert de masse

Mots clés libres

Canal vertical

Protubérance

Convection naturelle

Nombre de Nusselt

Transferts thermique et massique

Simulation numérique

Évaporation

Film liquide

Vertical channel

Protuberance

Natural convection

Nusselt number

Thermal and mass transfer

Numerical simulation

Evaporation

Liquid film

Résumé

Le présent travail apporte une contribution à la compréhension des mécanismes des transferts combinés de chaleur et de masse en convection naturelle lors de l’évaporation d’un film liquide d’eau d’épaisseur négligeable dans un canal vertical ondulé. L’écoulement est laminaire et bidimensionnel. Les équations régissant le phénomène sont résolues à l’aide d’une méthode aux volumes finis et le traitement du couplage vitesse-pression est réalisé par la méthode de projection. Les influences de la densité de flux de chaleur, de la température ainsi que l’humidité de l’air à l’entrée et la forme de la paroi du canal sur les transferts sont étudiées. Les résultats sont présentés sous la forme de ligne de courant, d’isothermes et d’iso-concentrations.Les simulations numériques effectuées ont permis l’étude détaillée de la structure de l’écoulement ainsi que des champs thermiques et massiques. Nous représentons également, les nombres de Nusselt et de Sherwood.

The present work is a contribution to the understanding of the mechanisms of combined heat and mass transfers in natural convection during the evaporation of a liquid film with negligible thickness in a wavy vertical channel. The flow is laminar and two-dimensional. The equations governing the phenomenon are resolved using the finite volumes method and the treatment of the coupling between velocity and pressure is carried out by the projection method. The influences of the heat flux density, the temperature and the humidity of the inlet air and the shape of the channel wall on the transfers are studied. The results are presented in the form of cstreamlines, isotherms and iso-concentrations.The numerical simulations carried out have allowed the detailed study of the flow structure as well as the thermal and mass fields. We also represent the Nusselt and Sherwood numbers.