Physique

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Browsing Physique by Author "Bouteldja, Mounir"

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    Transfert thermique lors de la solidification et la fusion des matériaux à changement de phase
    (Université 20 Août 1955-Skikda, 2020) Bouteldja, Mounir; Mezaache, El Hacene
    Les matériaux à changement de phase (MCP) sont rencontrés dans de nombreux domaines industriels. En métallurgie : solidification et fusion des métaux purs et des alliages ; en industries électroniques : fabrication des composants ; en agro-alimentaire : séchage et conditionnement ; dans l’habitat : isolation et stockage thermique de la chaleur et du froid, rafraichissement des habitats, … Dans ce travail, nous étudions la cinétique du phénomène de changement de phase liquide - solide (solidification) et solide-liquide (fusion) au sein d’une cavité contenant un matériau à changement de phase. La modélisation physique repose sur une approche bidimensionnelle basé sur la méthode enthalpique et tenant compte du transfert couplé conducto-convectif. Plusieurs matériaux à changement de phase ont été utilisés : eau, gallium, MCP organique, possédant différents nombres de Prandtl. La cavité est de géométrie rectangulaire ayant un rapport d’aspect A et dont les surfaces gauche et droite sont maintenues respectivement aux températures chaude et froide alors que les surfaces supérieure et inférieure sont considérées adiabatiques. Les équations du modèle physique sont résolues numériquement à l’aide de la méthode des volumes finis. Les résultats obtenus sont validés avec des résultats expérimentaux et numériques de la littérature. Une étude numérique utilisant les solutions par programme de calcul basée sur la méthode des volumes finis, est rapportée. Deux phénomènes sont distingués la convection naturelle dans la région liquide et la conduction dans le solide. L’identification des mécanismes de transfert lors de la solidification repose sur une étude numérique utilisant les paramètres de contrôle du phénomène physique, à savoir le nombre de Grashof et le rapport d’aspect de la cavité. On a pu ainsi voir à travers les champs de température, de vitesse et le nombre de Nusselt, l’évolution des grandeurs de transferts et l’influence des paramètres de contrôle sur ces phènomenes. D'un point de vue fondamental que pratique, cette étude aide à mieux comprendre le phénomène de solidification et de fusion. Elle servira comme contribution pour la conception des systèmes de stockage du froid ou d'un ordre plus général pour tous les systèmes utilisant un matériau à changement de phase liquide-solide