Etude comparative de l'évaporation par convection mixte d'un film liquide pur (éthanol, éthylène-glycol et eau) le long d'un canal vertical

L'objectif du présent travail est de rapporter une étude numérique comparative du phénomène du changement de phase (évaporation) lors de l'écoulement d'un film liquide mince (Ethylène glycol, éthanol et l'eau) en présence d'un écoulement laminaire d'air sec à co-courant dans un canal vertical. Celui-ci est constitué de deux plaques planes parallèles, la plaque droite est soumise à un flux constant est couverte par un film liquide extrêmement mince, la plaque gauche est supposée sèche et adiabatique. La formulation mathématique de ce problème est basée sur les équations de conservations de masse, de quantité de mouvement, de l'énergie et de conservation des espèces. La variabilité de propriétés thermo-physiques du film liquide et du mélange gazeux a été prise en compte. Le système d'équations dans les deux phases couplées avec les conditions aux limites et à l'interface sont résolues par le biais de la méthode des différences finis. Le modèle numérique développé est validé par rapport aux travaux antérieurs. Les résultats obtenus concernent les caractéristiques dynamiques des fluides étudiés, en effet ; pour l'écoulement de l'éthanol on a détecté une décélération d'écoulement provoqué par les forces d'Archimède, aussi bien massique que thermique. La comparaison des caractéristiques thermiques et massiques, nous a permis de classer les fluides étudiés. En outre, l'éthylène glycol est un bon fluide caloporteur, l'éthanol est un fluide de refroidissement, par ailleurs, l'eau peut être à la fois caloporteur et refroidisseur

MRT-LBM simulation of natural convection in square annulus with a porous coating: route to chaos

In this work, multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method is applied for examining transient natural convection in a square annulus of circular interior cylinder. This duct is covered by a porous deposit on all interior walls. The Darcy-Brinkman-Forchheimer equation is implemented to model the momentum equations in the porous matrix and the Boussinesq approximation is assumed for buoyancy term. The impact of Darcy number (10−6 ≤ Da ≤ 10−2), Rayleigh number (Ra ≥ 101), radius ratio of the circular cylinder (0.05 ≤ R ≤ 0.40) and the thickness of the porous layer (0.05 ≤ δ ≤ 0.15) on natural convection are analysed. The outcomes are represented under the form of stream functions, isotherms and mean Nusselt number. In addition, temporal evolution and phase portrait are plotted to examine the unsteady flow at elevated Rayleigh numbers. The results are coherent and show that natural convection develops from stable state to chaotic flow via periodic and quasi-periodic oscillatory regimes as the Rayleigh number increases