Contrubition à l'étude des instabilites d'écoulment dans une géométrie carrée

Abstract

Le transfert de chaleur et de masse est fréquemment rencontré aussi bien dans la nature que dans l’industrie : la métallurgie, les procédés de séchage, l’isolation thermique, le stockage de l’énergie solaire sont quelques exemples. Dans notre travail, nous avons considère une étude numérique bidimensionnelle de la convection naturelle à double diffusion dans une enceinte carrée. Cette dernière est remplie d’un fluide binaire et soumise à des gradients de température et de concentration horizontaux. Les deux cas coopérant et opposant sont pris en considération. L’objectif de l’étude est de montrer l’effet du nombre de Rayleigh thermique sur la structure d’écoulement et sur le transfert de chaleur et de masse. L’effet du nombre de Rayleigh sur la stabilité de l’écoulement est également étudié. Les résultats sont présentés sous forme des lignes de courant, des lignes isothermes, des lignes isoconcentration et des profiles de vitesse au milieu de l’enceinte. Les résultats obtenus montrent : - L’augmentation du nombre de Rayleigh entraine une intensification de l’écoulement et du transfert de chaleur et de masse. - Dans le cas opposant, lorsque Ra <7.104 l’écoulement et stable. A Ra=7.104 l’écoulement bifurque vers un régime oscillatoire périodique.

The transfer of heat and mass is frequently encountered both in nature and in industry: metallurgy, drying processes, thermal insulation, storage of solar energy are some examples. In our work, we consider a two-dimensional numerical study of natural convection double diffusion in a square enclosure. The latter is filled with a binary fluid and subjected to temperature gradients and horizontal concentration. Both cooperating and opponent are considered. The objective of the study is to show the effect of the thermal Rayleigh number on the flow and heat transfer and mass structure. The effect of Rayleigh number on the stability of the flow is also studied. The results are presented as current lines, isothermal lines, isoconcentration lines and speed profiles in the middle of the enclosure. The results obtained show: - Increasing the Rayleigh number causes an intensification of the flow and heat transfer and mass. - If opponent, when Ra <7.104 flow and stable. When Ra = 7.104 flow branches off to a periodic oscillatory regime.