Simulation numérique des effets d'un nano fluide(Al2O3) sur les performances d’un échangeur thermique coaxial en courant-parallèle et contre-courant en régime laminaire

Abstract

Abstract:The objective of this work is to explore with numerical simulation the effects, by the introduction of metallic nanoparticles (Al2O3) in a basic fluid(water), on the thermal performances of a tubular heat exchanger.It is essentiallyto execute a set ofdigital simulations carried out via the CFD calculation codeto study the heat transfer phenomena.The obtainedresults reveal that the introduction of the metallic nanoparticles improves the heat transfer in the considered heat exchangerfor different Reynolds number. Compared to a conventional fluids heat exchanger, best performance (directly proportional to the volumetric concentration of nanoparticles) is obtained for the against-current mode. Résumé: L’objectif de ce travailest d’explorer par simulation numérique les effets, dus à la dispersiondes nanoparticules métalliques (Al2O3) dans un fluide de base (Eau), sur les performances thermiques d’un échangeur de chaleur tubulaire. Il s’agit essentiellement d’exécuter un ensemble de simulation numérique a fin d’étudier le transfert thermique via le code de calcul CFD.Les résultats obtenus révèlent que l’adjonction des nanoparticules améliore le transfert de chaleur pour l’échangeur étudiépour différents Reynolds. En comparaison avec un échangeur utilisant des fluides conventionnels, de meilleures performances (directement proportionnelles aux fractions volumétriques des nanoparticules) sont obtenues pour le mode contre-courant. الهدف من هذا العمل هو استكشاف تاثير اضافة الجسيمات النانونية المعدنية(AL2O3) في السوائل الأساسية (الماء)، على الأداء الحراري لمبدل حراري أنبوبي باستعمال المحاكاة العددية . ولأجلهذا نقوم بتنفيذ مجموعة من عمليات المحاكاة الرقمية بواسطة برنامجCFD لدراسةظواهر التبادل الحراري.النتائج المتحصل عليها تكشف أن إضافة الجسيمات النانونية المعدنية(AL2O3)يحسن نقل الحرارة في المبدل الحراري مقارنة بالمبدل الحراري المستعمل للسوائل التقليدية، ويتم الحصول على أفضل أداء (يتناسب طرديا مع التركيز الحجمي للجسيمات النانونية) في حالة الجريان المتعاكس .