Étude de la Thermo-diffusion dans les Fluides Binaires en Présence de Convection Mixte
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Date
2024-10-07
Authors
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Publisher
Université du 20 Août 1955 Skikda
Abstract
Dans le cadre de cette thèse, nous avons mené une étude numérique portant sur le
transfert simultané de chaleur et de masse par convection thermo-solutale dans une cavité
totalement ou partiellement poreuse contenant un fluide binaire. Les équations différentielles
de conservation ont été résolues par la méthode des volumes finis. Un code de calcul a été
élaboré en utilisant l’algorithme SIMPLER offrant ainsi une capacité de traitement étendue
pour trois applications distinctes.
Dans la première application, notre objectif est d’étudié la séparation des constituants
d’un mélange binaire (Eau 60%, Éthanol 40%) dans une cavité rectangulaire incliné, présentant
un grand rapport d’aspect. Cette étude a été réalisée en présence de convection naturelle (Pem
= 0) et de convection mixte, avec deux directions de glissement de la paroi gauche ; vers le bas
(Pem = -3) et vers le haut (Pem = 3). Nous avons examiné l'influence de l'angle d'inclinaison, du
nombre de Rayleigh massique et du nombre de Péclet massique sur la séparation des espèces,
en tenant compte à la fois du chauffage uniforme et non uniforme de la paroi chaude. Les
résultats obtenus montrent que les paramètres mentionnés ci-dessus affect considérablement la
séparation des constituants.
Dans la seconde application, nous avons intéressé à l’étude de la convection naturelle
thermo-solutale à l’intérieur d’une cavité carrée partialement poreuse, soumise à un
chauffage/refroidissement sinusoïdal spatial et une concentration uniforme. Nous avons analysé
l'impact de divers paramètres tels que l'épaisseur de la couche poreuse, la fréquence spatiale du
chauffage, le nombre de Darcy, le nombre de Rayleigh et le rapport de conductivité thermique
entre le milieu poreux et le fluide saturant, sur les caractéristiques de l’écoulement ainsi que sur
le transfert de chaleur et de masse. Les résultats de cette application mettent en évidence que
pour des valeurs élevées de la fréquence spatiale de chauffage et de refroidissement (f = 7), les
contours de température présentent des variations périodiques avec des valeurs positives et
négatives fournissant un gradient de température plus élevé près de la paroi thermiquement
actif. Par ailleurs, le rapport de conductivité thermique Rk, semble avoir un impact négligeable
sur Shhotwall. En revanche, pour Nuinterface, une forte augmentation est observée lorsque Rk passe
de 0.1 à 100, indiquant un transfert de chaleur substantiel de la paroi chaude vers le fluide clair
via le milieu poreux