DISTRIBUTION DES TEMPERATURES DES AILETTES POREUSES LONGITUDINALES CONVECTANTES AVEC DES NANOFLUIDES

Abstract

Si l’espace est limité et parfois dans un souci de miniaturisation on a recours aux échangeurs à tubes à ailettes ou à plaques à ailettes, ces dernières années et pour un gain de matière, les ailettes poreuses longitudinales ont peu à peu remplacé les ailettes pleines. La porosité induite est le siège de l’écoulement d’un fluide classique, notamment l’air mais souvent les fluides en présence sont de nature liquide et à cet effet on se propose dans ce projet d’évaluer l’intérêt de l’ajout de nanoparticules, formant ainsi un nano-fluide. Dans ces conditions, l’accès à la distribution des températures au sein des ailettes renseigne souvent sur leurs efficacités Cette étude se propose justement de déterminer numériquement cette répartition pour cette nouvelle configuration. Ce mémoire avait pour objectif donc une compréhension de l’usage d’une ailette poreuse longitudinale dissipant la chaleur dans un milieu de nanofluide. Après une connaissance des ailettes classiques en général ainsi qu’une introduction aux ailettes poreuse, des caractéristiques des nanofluides ainsi que de l’intensification des échanges thermiques (de dissipation) par voie d’ailettes pleines et puis poreuses constituent le corps du savoir pour aborder l’objectif. Une modélisation classique a été reportée, puis une modélisation particulière relative aux ailettes poreuses et radiales a été établie, tenant compte de l’emploi des nanofluides. Le modèle mathématique a été implémenté dans Matlab via le Bvp4c dédié aux équations différentielles ordinaires avec les conditions aux limites. Les principaux résultats ont montré que: • Un ailette poreuse est avantageuse en rapport de l’ailette pleine en termes de performance, ce qui est économiquement bien. • Il est préférable d’utiliser les ailettes très poreuses et moins perméables. • Par contre, un nanofluide comme fluide récepteur de chaleur ne conduit pas à une bonne efficacité de l’ailette. • L’efficacité de l’ailette poreuse est meilleure dès lors qu’un contraste de rapport est grand entre les conductivités thermiques de l’ailette et du fluide. Cependant, une optimisation suivant tel ou tel cas est nécessaire pour le bon choix des paramètres influant en termes de performances technique alliées à l’économie.