KORICHI Abdelkader

Abstract

l’optimisation du transfert de chaleur en régime laminaire par convection mixte, dans un canal vertical chauffé équipé de plaques installées sur la paroi chaude, tandis que les autres parois sont adiabatiques, l’air est utilisé comme fluide de travail avec Pr = 0,71. Les simulations numériques ont été réalisées à l’aide du code open-source OpenFOAM, couplé à la méthode des volumes finis et l’algorithme PIMPLE. L’approche adoptée s’articule autour de l’impact des paramètres géométriques des plaques et des paramètres dynamiques de l’écoulement, sur les performances thermiques et hydrodynamiques ; les paramètres considérés sont : l’angle d’inclinaison des plaques (γ = 30°, 60° et 90°), le nombre de Reynolds,( 200 ≤ Re ≤ 1400), le nombre de Grashof (Gr = 105, Gr = 2×105), un rapport de blocage fixé à hp = 0,3 , ainsi qu’un espacement constant entre les plaques D = 1. Les résultats sont présentés sous forme de contours des lignes de courant et de champs de température, complétés par les rapports du nombre de Nusselt, facteur de frottement et du facteur de performance. L’analyse de ces résultats indique que les deux facteurs de transfert thermique et de frottement augmentent avec l’accroissement du nombre de Reynolds et l’angle d’inclinaison des plaques tandis qu’ils diminuent lorsque le nombre de Grashof s’élève. Les observations révèlent également que le régime d’écoulement devient instable à partir de (Re ≤ 1200 pour γ = 30° et Re ≤ 1000 pour γ = 60° et 90°) quelle que soit la valeur du nombre de Grashof. En outre au cours de cette phase et lorsqu’on augmente l’angle d’inclinaison, le nombre de Nusselt peut atteindre jusqu’à 1,6 fois comparé à celui du canal sans plaques, mais s’accompagne également d’une augmentation du facteur de frottement pouvant atteindre 4,6 fois celui du canal lisse. L’analyse met en évidence que l’angle d’inclinaison γ = 30° représente un compromis optimal, permettant à la fois d’améliorer l’efficacité du transfert thermique, minimiser la résistance à l’écoulement et d’assurer une bonne efficacité énergétique