Influence des protubérances sur le processus d’échange thermique le long d’une conduite cylindrique

Abstract

Abstract In the present work of numerical simulation, the forced convection inside a horizontal cylindrical pipe for Nanofluid Al2O3-Water is studied. An insulated primary pipe is used to ensure dynamic establishment at the inlet of the pipe under imposed temperature (Graetz problem). This pipe initially simple contains a protuberance of rectangular shape. First, we determined the dynamic and thermal lengths where we recorded the reducing effect of the second with the addition of nanoparticles to the base fluid (Water), inversely to the first length where it is negligible. The placement of the protuberance clearly influences the dynamic and thermal fields. This influence depends on the geometric shape of the protuberance (height and width) and its position. The heat exchange rate directly linked to the dynamic and thermal fields is strongly altered near and on the protuberance, where degradation just before is recorded followed by a strong amplification. To better analyze the effect of the protuberance, the average Nusselt is calculated in all the assumed situations. resémé Dans le présent travail de simulation numérique, la convection forcée à l'intérieur d'un tube cylindrique horizontal pour Nanofluide Al2O3-Eau est étudiée. Une conduite primaire isolée est utilisée pour assurer l'établissement dynamique à l'entrée de la conduite sous température imposée (problème de Graetz). Ce tuyau initialement simple contient une protubérance de forme rectangulaire. Dans un premier temps, nous avons déterminé les longueurs dynamique et thermique où nous avons enregistré l'effet réducteur de la seconde avec l'ajout de nanoparticules au fluide de base (Eau), à l'inverse de la première longueur où elle est négligente. Le placement de la protubérance influence clairement les champs dynamique et thermique. Cette influence dépend de la forme géométrique de la protubérance (hauteur et largeur) et de sa position. Le taux d'échange thermique directement lié aux champs dynamique et thermique est fortement altéré à proximité et sur la protubérance, où la dégradation juste avant est enregistrée par une forte amplification. Pour mieux analyser l'effet de la protubérance, le Nusselt moyen est calculé dans toutes les situations.