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Convection naturelle thermosolutale dans une cavité poreuse anisotrope : formulation de Darcy-Brinkman

Nous présentons une étude numérique et analytique concernant le transfert combiné de chaleur et de masse dans un milieux poreux. Ce milieu est globalement homogène et présente une anisotropie thermique. L’équation qui gouverne l’écoulement est celle de Darcy-Brinkman. Le système d’équations couplées est résolu par la méthode classique des volumes finis. Dans le cas d’écoulements d’origine thermique, l’analyse d’échelle est appliquée pour prédire analytiquement l’évolution du transfert de chaleur et de masse en fonction de l’anisotropie thermique. Les simulations numériques sont présentées pour une cavité carrée en faisant varier une large gamme de paramètres. Les résultats numériques sont analysés en terme de transfert moyen de chaleur et de masse sur les parois verticales de la cavité et montrent l’existence d’un maximum de transfert de masse pour un rapport d’anisotropie critique. Cette situation critique dépend de plusieurs paramètres dont le nombre de Lewis du fluide saturant. Ces résultats sont comparés à ceux prédits par l’analyse d’échelle, dans le cas d’un écoulement en couche limite (modèle de Darcy), et une corrélation générale est établie pour le calcul du transfert de masse et de chaleur en fonction des différents paramètres étudiés.


 
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