Etude Numérique D'un Échangeur De chaleur a Air avec Des Chicanes Rectangulaire et Différents Ailettes Attachée en Ligne

Abstract

L'objectif principal de l'étude est d'évaluer les caractéristiques thermiques et hydrauliques d'un échangeur de chaleur à canal en présence d'un écoulement d'air turbulent. Des chicanes et des ailettes sont installées à l'intérieur du canal en utilisant plusieurs versions différentes des obstacles en termes de forme, de fixation et de disposition. Pour transformer une trajectoire d'écoulement conventionnelle en une trajectoire en forme de vague, un premier modèle contient des chicanes rectangulaires réparties alternativement sur les surfaces du canal. Le long de l'axe horizontal du canal, entre les bords des déflecteurs du premier type, le second modèle comporte plusieurs déflecteurs de formes différentes pour améliorer la qualité des échangeurs de chaleur. Les déflecteurs sont installés sur les deux parois, en alternance, avec un espacement constant. Des critères limites sont spécifiés sur chacune des limites solides du canal. Un modèle de turbulence k-ε a été utilisé pour construire le modèle mathématique de l'écoulement et de l'énergie. Comme prévu, les champs de pression, de vitesse, d'énergie et de température présentent les fluctuations les plus importantes dans les zones les plus proches des obstacles. Les équations régissant le phénomène sont résolues par la méthode des volumes finis à l'aide du code de calcul ANSYS. L'air (Pr = 0,71) est utilisé comme fluide de fonctionnement. Les effets du nombre de Reynolds (2.103-2.105), de la rugosité (10-6-10-3) et de l'espacement des chicanes sont étudiés. Les résultats sont donnés sous forme adimensionnelle pour les lignes de courant et les contours isothermes, la pression et l’énergie cinétique, ainsi que le nombre de Nusselt et le facteur de frottement. Dans notre étude, nous avons montré que la chicane joue un rôle important dans l'échangeur de chaleur tubulaire en termes de diffusion thermique et de dynamique de l'écoulement. Les résultats montrent que l'échange de chaleur est amélioré par le nombre de déflecteurs et le nombre de Reynolds, et que le déflecteur ovale produit une meilleure turbulence et donc un meilleur échange de chaleur.