Colloque

Transfert de chaleur convectif autour de cylindres chauffés à l'intérieur d'une enceinte aux murs conducteurs

Antoine Joyeux

Marcel Lacroix

Membre a labase

Antoine Joyeux

Résumé du colloque

Le transfert de chaleur par convection naturelle autour de cylindres confinés dans une enceinte se manifeste couramment dans divers systèmes et appareils tels les échangeurs de chaleur, les capteurs solaires, les éléments de stockage et même les boîtiers d'équipements électriques. L'objectif de la présente étude est de simuler numériquement ce phénomène et d'analyser l'interaction entre la convection naturelle dans le fluide et la conduction dans les parois de l'enceinte. Un modèle prédictif reposant sur les équations fondamentales de conservation est présenté. Les équations, formulées en termes de fonction de courant, de vorticité et de température sont écrites dans un repère unifié englobant les frontières irrégulières des cylindres et de l'enceinte. Elles sont discrétisées dans des volumes de contrôle et le modèle résultant est mis en œuvre sur un ordinateur. Des analyses paramétriques sont réalisées pour mettre en évidence l'effet de la configuration géométrique, du nombre de Rayleigh Ra, ainsi que du rapport des diffusivités thermiques fluide/solide, αf/αs, sur le transfert de chaleur dans le système. Les résultats montrent que la conduction dans les parois de l'enceinte réduit les gradients de température au sein du fluide et modifie partiellement l'écoulement. Une corrélation pour le taux de transfert de chaleur autour des cylindres est proposée en termes de Ra et αf/αs.

Contexte

Section :

Génie mécanique et industriel

Thème du colloque :

Génie mécanique et industriel

Hôte : Université du Québec à Montréal

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Titre du colloque :

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