Refroidissement des Sources de Chaleur par Convection Mixte dans des Cavités

Abstract

Refroidissement des Sources de Chaleur par Convection Mixte dans des Cavités Dans ce travail, une simulation numérique de la convection mixte turbulente tridimensionnelle dans une cavité ventilée contenant une source de chaleur (cylindrique ou cubique) a été réalisée. La cavité est menue des ouvertures d’entrée et de sortie d’air respectivement dans la partie inférieure de la paroi gauche et dans la partie supérieure de la paroi droite. Toutes les parois de la cavité sont maintenus thermiquement isolées. Le diamètre de la source de chaleur cylindrique est égal à la largeur des ouvertures est vaut 1/5 de la hauteur de la cavité. La source de chaleur située au centre de la cavité est maintenue à une température plus élevée que la température ambiante. Le modèle de turbulence k-ε réalisable a été adopté pour la fermeture du régime turbulent. Les équations gouvernantes ont été résolues par la méthode des volumes finis. L'influence de la source de chaleur sur l'efficacité de la ventilation est analysée en termes de trajectoires de particules, des surfaces de température, de nombre de Nusselt moyen et des caractéristiques de turbulence en considérant le nombre de Richardson allant de Ri = 0,01 à 30 (couvrant les trois situations : dominance de la convection naturelle, convection forcée et convection mixte). Les résultats obtenus montrent une forte dépendance entre le nombre de Richardson, le taux de transfert de chaleur, la dimension de la cavité, la forme géométrique de la source thermique et les caractéristiques de la turbulence et alors sur l'efficacité de la ventilation. Le nombre de Nusselt moyen est significativement important lorsque Ri <1, cependant, il est resté presque constant pour des valeurs de Ri > 10. Par ailleurs, Ri = 2 à 30, la dominance de la convection naturelle augmente progressivement en diagonale et formant différents trajets au niveau de la cavité. En comparant les valeurs du nombre de Nusselt, la source de chaleur cylindrique à une bonne efficacité de ventilation par apport à la forme cubique. Mots clés: Ventilation, Convection mixte, Source de chaleur, cavité, Méthode des volumes finis.