Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université Médéa -Yahia Farès
Affiliation
Institut des Sciences et de la Technologie
Auteur
DARADJI, Nadia
Directeur de thèse
BOUAZIZ Mohamed Najib (Professeur)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat
Titre
Modélisation des ailettes poreuses longitudinales et annulaires
Mots clés
Ailettes poreuses, convection naturelle, transfert de chaleur, milieu poreux , pertes radiatives , ailettes longitudinales, ailettes radiales .
Résumé
La conversion, l’utilisation et la récupération de l’énergie dans toute application industrielle, commerciale ou domestique, comporte un procédé d’échange thermique. Quelques exemples communs sont la génération et la condensation de vapeur, chauffage et refroidissement sensible des milieux visqueux dans le traitement thermique des produits chimiques, pharmaceutiques et agricole , un autre exemple typique est le refroidissement des appareils électriques et électroniques. Le besoin d’augmenter les performances thermiques des échangeurs de chaleur avait mené au développement et utilisation de beaucoup de techniques de perfectionnement du transfert de chaleur. Ces techniques de perfectionnement réduisent essentiellement la résistance thermique dans un échangeur de chaleur conventionnel, en favorisant un coefficient de transfert de chaleur par convection plus élevé. Seize différentes techniques d’intensification du flux de chaleur ont été identifiées par Bergles et qui sont divisées en deux, les techniques passives et les techniques actives ; parmi les méthodes passives, on a les milieux poreux et les surfaces prolongées ou ailettes .Souvent les techniques sont associées pour un objectif de performance accru. La réduction de la taille et du prix des ailettes, sont les premiers objectifs de l’industrie des ailettes. Le besoin est souvent justifié par le cout élevé des métaux à haute conductivité thermique qui sont employés dans la manufacture des surfaces des ailettes, aussi par le cout associé au poids de l’ailette spécialement dans les applications aériennes et celles des motos. La réduction de la taille et du cout des ailettes est accompli par l’intensification du transfert de chaleur dans l’ailette. L’intensification de l’échange thermique dans l’ailette peut être accomplie à travers les techniques suivantes : 1- Augmenter la superficie de la surface par rapport au volume. 2- Augmenter la conductivité thermique de l’ailette. 3- Augmenter le coefficient de transfert de chaleur par convection entre la surface de l’ailette solide et le fluide environnant. Dans la littérature, des matériaux poreux d’une grande conductivité thermique ont été utilisés pour augmenter la performance thermique de différents systèmes thermiques .Récemment, l’apparition du concept d’utilisation d’ailettes poreuses pour augmenter le transfert de chaleur a suscité un engouement considérable. Dans ce cadre, on a l’intention de développer une méthodologie d’analyse des ailettes poreuses par analogie aux méthodes utilisées pour analyser les ailettes conventionnelles . Aussi on a projeté d’étudier les effets des paramètres de fonctionnement et de conception sur les performances thermiques de l’ailette. L’investigation porte essentiellement sur les transferts thermiques convectifs et radiatifs dans les ailettes poreuses, ce qui passe nécessairement par la mise au point de l’état de l’art en la matière, la connaissance des principes qui régissent le transfert radiatif, après une analyse de l’ailette conventionnelle et poreuse, ensuite en mode convectif. L’examen sommaire sur les ailettes poreuses montre que les performances pour des situations où le transfert s’effectue aussi et en plus de la convection de façon radiative, ne sont que peu ou pas analysées. Pour ce faire, une partie sera consacrée à l’étude des fondements du transfert radiatif. On passera ensuite à l’étude des ailettes poreuses annulaires en mode convectif et la modélisation est à développer de façon rigoureuse tenant compte de plusieurs modèles d’écoulement en milieux poreux. Les résultats seront discutés et constitueront une assise de comparaison.
Statut
Validé