Auteur
BOUKERMA, Karima
Directeur de thèse
E.Mezaache (Professeur)
Filière
Energétique
Diplôme
Magister
Titre
Etude de l'ecoulement laminaire accompagne de transfert de chaleur dans une conduite rectangulaire presentant un changement de section (elargissement brusque)
Mots clés
écoulement laminaire, élargissement brusque, nombre de Nusselt, technique des volumes finis, algorithme SIMPL
Résumé
L’élargissement brusque de la section de passage d’écoulement est rencontré dans de nombreuses applications industrielles telles que : les réacteurs chimiques, les turbomachines, le refroidissement des équipements électroniques,….etc. Notre travail porte sur l’étude numérique d’un écoulement laminaire, bidimensionnel, incompressible à proximité de la région de l’élargissement brusque d’une conduite de section rectangulaire ; il s’agit d’une étude paramétrique des effets de la différence des sections (rapport d’expansion ER=1.67 ; 2.00 ; 2.50) et du nombre de Reynolds (dans l’intervalle 98.5-512) sur les caractéristiques thermiques et mécaniques de l’écoulement. Les résultats obtenus sont comparés avec les données disponibles dans la littérature. Le calcul est effectué pour l’air avec des propriétés physiques constantes. Les conditions aux limites sur les parois sont de non glissement (u=v=0), et leurs gradients sont nuls à la sortie. Pour le cas de différence des sections, la vitesse moyenne à l’entrée de la conduite est égale à 0.258 m/s et le nombre de Reynolds basé sur la hauteur de la marche (H=0.02m) est Re=343. Les équations gouvernantes et leurs conditions aux limites sont discrétisées par la technique des volumes finis. L’algorithme SIMPLE est utilisé pour la résolution du couplage vitesse-pression. Nous constatons une bonne concordance entre nos résultats et celles de Armaly et al [2,27] et Barbosa et al [4]. Nous avons un décollement dans la section de passage, ce décollement donne naissance à une zone de recirculation dont la taille augmente avec l’augmentation du ER et du nombre de Re. Le coefficient de frottement augmente avec l’augmentation du rapport d’expansion dans la zone de recirculation, et inversement hors d’elle. En revanche ce coefficient diminue avec l’augmentation du nombre de Re. Le nombre de Nusselt augmente avec l’augmentation du ER et Re, et sa valeur maximale se déplace vers l’aval de la marche avec l’augmentation du nombre de Reynolds.
Date de soutenance
09/09/2007
Statut
Soutenue