Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Ouargla - Kasdi Merbah
Affiliation
Département Génie des procedes
Auteur
KHALED, Bilal
Directeur de thèse
M. KADJA (Professeur)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Magister
Titre
MODELISATION DE LA CONVECTION NATURELLE LAMINAIRE DANS UNE ENCEINTE AVEC UNE PAROI MUNIE D’UN BLOC
Mots clés
Laminar natural convection, Square enclosure, SIMPLE algorithm
Résumé
On étudie numériquement la convection naturelle laminaire dans une enceinte carrée avec la paroi inférieure munie d’un bloc conductif et refroidissement des parois latérales. Cette étude simule le cas d’une ailette placée dans une conduite en vue d’augmenter le coefficient d’échange thermique. La paroi inférieure est chauffée entièrement et ce chauffage sera introduit soit sous forme d’une isotherme ou d’un flux uniforme. Le mur supérieur sera considéré comme adiabatique, tandis que les parois latérales seront supposées isothermes à une température inférieure à celle de la paroi inférieure. Les formes permanentes des équations de Navier-Stokes en deux dimensions et les équations de conservation de la masse et de l’énergie, seront résolus par la méthode des volumes finis. Les calculs seront faits sans bloc et avec un bloc de différentes hauteurs dans le but de voir l’effet du bloc. L’algorithme SIMPLE sera utilisé pour le couplage pression-vitesse. Les fonctions de courant et les isothermes seront présentées pour diverses combinaisons de Ra et de la hauteur de bloc. Les résultats seront aussi présentés sous forme de Nombre de Nusselt local et moyen sur la paroi chauffée. Les corrélations seront mises au point pour prévoir les taux de transfert de chaleur à partir de l’enceinte en fonction de la longueur chauffée adimensionnelle et Ra, utilisant la méthode de lissage par les moindres carrés. Mots clés: Convection naturelle laminaire, Enceinte carrée; Algorithme SIMPLE. Abstract: We study numerically the laminar natural convection in a square enclosure with the bottom wall provided with a block and conductive cooling of the sidewalls. This study simulates the case of a fin placed in a pipe to increase the coefficient of the exchange. The lower wall is heated and this heating will be fully introduced either as an isothermal or uniform flow. The upper wall is considered adiabatic, while the side walls are assumed isothermal at a temperature lower than the bottom wall. Permanent forms of the Navier-Stokes equations in two dimensions and the conservation equations of mass and energy are solved by finite volume method. The calculations will be made without block and a block of various heights in order to see the effect of the block. The SIMPLE algorithm is used for pressure-velocity coupling. The stream functions and isotherms are presented for various combinations of Ra and height of block. The results will also be presented in the form of local Nusselt number and average on the heated wall. The correlations are developed to predict the rate of heat transfer from the enclosure as a function of dimensionless heated length and Ra, using the method of least squares smoothing. Keys words: Laminar natural convection, Square enclosure, SIMPLE algorithm. ملخص: نقوم في هذه الدراسة بدراسة عددية للتبادل الحراري بالحمل الطبيعي الصفائحي داخل حجرة مربعة الشكل مع جسم ناقلي ممركز في أسفل الحجرة مع تسخين كلي للجانب السفلي وتبريد للجانبين العموديين للغرفة .هذه الدراسة تتعلق بإضافة زعنفة من أجل الرفع في معامل التبادل الحراري .الجانب السفلي يؤخذ منبع الحرارة على شكل درجة حرارة ثابتة أو دفق حراري منتظم. في نهاية هذا التحليل ارتفاع الجسم الناقل يكون محصور بين 0 و 30% من ارتفاع الغرفة. السطح العلوي يؤخذ على أنه معزول حراريا بينما السطحين الجانبيين يكونان مبردين عند درجة ة ثابت.الشكل الدائم لمعادلة نافي- ستوكس ثنائية الأبعاد ومعادلة انخفاض الكتلة و الطاقة يتم حلها بواسطة طريقة الأحجام المنتهية ،خوارزمية سيمبل تستخدم من أجل حل الترابط ضغط-سرعة . عدد رايلي يتغير بين 106- 103 ، دوال التيار و الثوابت الحرارية تبين من أجل مختلف أعداد رايلي ومختلف ارتفاع الجسم الناقلي،النتائج تبين أيضا على شكل عدد نيسالت المحلي و الوسطي . الكلمات المفتاحية: الحمل الطبيعي الصفائحي، حجرة مربعة ، خوارزمية سيمبل
Date de soutenance
24/06/2012
Cote
THE.GP.12/07
Pagination
95
Statut
Soutenue