Etude numérique du comportement thermique d’un séchoir solaire utilisant un lit thermique pour le stockage d’énergie

Numerical study of the thermal behavior of a solar dryer using a packed bed for energy storage

• Auteur / Autrice : Souheyla Khaldi
• Direction : Saïd Abboudi, Nabil Korti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance le 23/06/2018
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec Université Aboubekr Belkaid de Tlemcen (Tlemcen, Algérie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon) - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne [Dijon] / LICB
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de technologie de Belfort-Montbéliard (1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Rachid Saim
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Riou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohammed Aouneallah, Jean-Félix Durastanti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaleur -- Stockage

Chaleur -- Convection

Séchoirs solaires

Mots clés libres

Lit en gravier

Cheminée solaire

Convection naturelle

Écoulement turbulent

Cfd

Turbulent flow

Solar chimney

Packed bed

Cfd

Natural convection

Résumé

Cette thèse présente une étude numérique d’un séchoir solaire indirect à convection naturelle destiné à sécher les produits agricoles (les figues). La première partie analyse un séchoir solaire contenant une chambre de séchage couplée à un absorbeur inversé et une cheminée solaire. Les simulations ont été faites afin de déterminer les champs dynamique et thermique sous l’influence de la variation de la configuration de la cheminée solaire et la taille de l’ouverture d’admission. Les équations de conservations basées sur le modèle de turbulence k-ε standard sont résolues par la méthode des volumes finis à l’aide du code commercial ANSYS-Fluent. La deuxième partie analyse l’effet d’ajouter un stockage thermique sous forme d’un lit en gravier dans la chambre de séchage. Le lit est modélisé comme un milieu poreux. En plus, cette étude propose l’utilisation d’une deuxième entrée d'air dans la chambre de séchage afin d’assurer une distribution thermique plus homogène au niveau des claies et de garantir un séchage plus uniforme.

This thesis presents a numerical study of an indirect natural convection solar dryer for drying agricultural products (Figs). The first part analyzes a solar dryer containing a drying chamber coupled to a reversed absorber and a solar chimney. Simulations were made to determine the dynamic and thermal fields under the influence of the variation of the solar chimney configuration and the size of the inlet opening. The governing equations based on the standard k-ε turbulence model are solved by the finite volume method using the ANSYS-Fluent commercial code. The second part analyzes the effect of adding a thermal storage in the form of a gravel bed in the drying chamber. The bed is modeled as a porous medium. Furthermore, this study proposes the use of a second air inlet in the drying chamber in order to ensure a more homogeneous thermal distribution at the level of the racks and to guarantee a more uniform drying.