Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université Médéa -Yahia Farès
Affiliation
Institut des Sciences et de la Technologie
Auteur
KHEMISSAT, Boualem
Directeur de thèse
BOUAZIZ Mohamed Nadjib (Maitre de conférence)
Filière
Génie des procèdes
Diplôme
Doctorat
Titre
Simulation numérique des transferts thermiques en régime MHD avec thermophorèse
Mots clés
Convection mixte ; Rayonnement thermique ; Magnétohydrodynamique ; Aspiration ; Thermophorèse ; Plaque inclinée, simulation
Résumé
Ces dernières années, des études ont été menées sur la transmission de chaleur par convection mixte en présence de champ magnétique, C’est la Magnétohydrodynamique (MHD) qui est une branche de la Physique consacrée à l’étude des mouvements des fluides conducteurs de l’électricité en présence de champs magnétiques. Elle s’applique aux métaux liquides (mercure, métaux alcalins fondus), aux gaz faiblement ionisés, aux plasmas et aux solutions aqueuses. Lorsqu’un fluide conducteur se déplace dans un champ magnétique, il est le siège d’un champ électrique qui y produit des courants électriques; ceux-ci modifient le champ magnétique initial; d’autre part; les forces de Lorentz appliquées à la matière le long des lignes de courant modifient le mouvement du fluide. Ainsi apparaît une interaction des effets électromagnétiques et hydrodynamiques qui constituent le domaine d’étude de la MHD Des développements industriels importants concernent les métaux liquides (pompage électromagnétique du sodium utilisé comme réfrigérant dans certains réacteurs nucléaires, brassage et lévitation dans certains traitements métallurgiques). Les applications aux gaz ionisés et aux plasmas ont fait l’objet de recherches: confinement magnétique des plasmas dans les recherches sur la fusion contrôlée, conversion de l’énergie (générateurs MHD. Pour améliorer le rendement des centrales thermiques, moteur MHD pour la propulsion des fusées, souffleries hypersoniques) et propulsion navale. L’étude de la convection mixte sous l’action de force thermophorétique, a aussi fait l’objet de plusieurs travaux. La thermophorèse décrit le phénomène où les particules de petites taille, comme les particules de suie, les aérosols … etc., une fois suspendu dans un gaz lequel au il existe un gradient de température, éprouvent une force dans la direction du gradient de température. La vitesse acquise par les particules s’appelle la vitesse thermophorétique et la force éprouvée par les particules suspendues due au gradient de température connu sous le nom de force thermophorétique. La thermophorèse a une grande importance dans des applications industrielles, comme dans la précipitation thermique, il est parfois plus efficace que les précipitations d’électrostatique par enlèvement ou classement des particules submicronique dans les jets de gaz. Epstein et autres ont analysés la déposition thermophorétique dans la couche limite des particules dans le cas de convection libre d’une plaque verticale. Le transport thermophorétique des petites particules dans le cas d’une plaque inclinée à convection forcé a été étudié par Garg et Jayaraj. L’effet de thermophorèse sur la déposition submicronique des particules dans la couche limite d’un écoulement laminaire forcée sur une plaque mobile isotherme est analysé avec des solutions de similitude par Chiou. Récemment, Chamkhaa a étudié dans l’article de formation de couche limite par thermophorèse et convection libre d’une plaque verticale incorporée dans un milieu poreux. Très récemment, Wang a étudié les effets combinés de l’inertie, de la diffusion et du thermophorèse sur la déposition des particules dans un écoulement sur une gaufrette onduleuse axisymétrique au point de stagnation. Cependant, dans beaucoup de processus industriels impliquant le transfert de la chaleur et de la masse sur une surface mobile, l’espèce de diffusion peut être produit ou à absorber par la réaction chimique au fluide ambiant. Une solution de similitude pour une convection mixte avec la diffusion et la réaction chimique au-dessus d’une plaque mobile horizontale a été étudiée récemment par Fan et autres, Seddeek a étudié la réaction chimique et l’effet de thermophorèse sur l’écoulement magnétohydrodynamique régulier avec viscosité variable et le transfert de chaleur et de masse sur une plaque en présence de la chaleur génération/absorption. Très récemment, Muthucumaraswamy et autres ont étudié la réaction chimique du premier ordre sur l’écoulement de chaleur rayonnante et le transfert de masse auprès d’une plaque verticale isotherme infinie mise en mouvement. L’objectif du thème consiste à étudier l’influence de la force magnétique, la force thermophorétique et de son intensité sur la vitesse, la concentration la température le coefficient de frottement ainsi que le taux de transfert thermique. En mettant en évidence la problématique discutée par une recherche et une compilation adéquate sur l’état de l’art, Les aspects suivants seront donc graduellement dévelopés par le candidat, suivant les résultats obtenus : 1. Le premier aspect de la problématique du sujet consiste à étendre la formulation prélablement présentée en incluant la réaction chimique et la génération d’énergie génération/absorption. 2. L’Étude sous MHD bidimensionnelle des effets de thermophorèse et transfert radiatif sur une plaque inclinée perméable en convection mixte avec aspiration variable. Cette étude est à compléter aussi par la réaction chimique et par la génération/absorption d’énergie. 3. Enfin, le troisième aspect se particularise par la présence d’un fluide en MHD et les effets du champ magnétique sur les vitesses seront méthodiquement analysés en incorporant tous les phénomènes susceptibles d’étre en combinaison avec ceux déjà cités.
Statut
Validé