Etude de lecoulement d'un fluide non newtomien dans un entrefer en dimention variable

Abstract

« Etude de l’écoulement des Fluide non-Newtoniens dans un Entrefer à Dimensions Variables » Résumé : Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à une étude numérique de la convection naturelle laminaire à l’état stationnaire bidimensionnel dans un espace annulaire rempli de fluide de loi de puissance non newtonienne. Les équations sont résolues numériquement en utilisant le code commercial ANSYS CFX.16 qui se base absolument sur la méthode du volume fini. On suppose qu’un fluide chaud, dont la température est Ti s’écouler à l’intérieur du cylindre interne transférant la chaleur à l’environnement dont la température est To (Ti>To). Les calculs sont effectués pour la plage de paramètres 103≤Ra≤105, 10≤Pr≤103, 0.6≤n≤1.4, 0≤ɛ≤0.9 et un angle d’inclinaison ϕ de 0° à 90°. Un nouveau développement dans cet axe de recherche représenté par l’introduction d’un facteur d’excentricité ɛ (déplacement du cylindre intérieur par différents angles) au fluide de la loi de puissance non newtonien dans un espace annulaire formé par deux cylindres. Les résultats ont révélé que l’augmentation de l’excentricité peut améliorer les caractéristiques de transfert de chaleur dans l’entrefer. En outre, les effets des paramètres précédents sur le nombre moyen de Nusselt et les caractéristiques de transfert de chaleur (contours de température et lignes de courant) sont obtenus et discutés.« Study of the Flow of Non-Newtonian Fluids in a Gap of Variable Dimensions » Abstract : In this work, we interested in a numerical investigation of the two dimensional steady state laminar natural convection in an annular space filled with non-Newtonian power law fluid. The equations are solved numerically using the commercial code ANSYS CFX.16 which absolutely based on the finite volume methode. It is assumed that a hot fluid, whose temperature is Ti flows inside the inner cylinder transferring heat to the surroundings whose temperature is To (Ti>To). The calculations are made for the range of parameters 103≤Ra≤105, 10≤Pr≤103, 0.6≤n≤1.4, 0≤ɛ≤0.9 and an inclination angle ϕ from 0° up to 90°. A new development in this research axis represented by introducing an eccentricity factor ɛ (moving the inner cylinder by different angles) to non-Newtonian power law fluid in an annular space formed by two cylinders. The results revealed that increasing the eccentricity can improve the heat transfer characteristics in the gap. In addition, the effects of the previous parameters on the average Nusselt number and the heat transfer characteristics (temperature contours and streamlines) are obtained and discussed." :الملخص في هذا العمل، نحن مهتمون بإجراء تحقيق رقمي حول الحمل الحراري الحر في الحالة الرقائقية الثابتة ثنائية الأبعاد في مساحة حلقية مملوءة بسائل غير نيوتوني يخضع لقانون الطاقة. يتم حل المعادلات رقميًا باستخدام الرمز التجاري "أنسيس سي أف إكس" الذي يستند بشكل مطلق على طريقة الحجوم المحددة. يفترض أن السائل الساخن الذي تتدفق درجة حرارته داخل الأسطوانة الداخلية ينقل الحرارة إلى المحيط الذي تكون درجة حرارته باردة. يتم إجراء العمليات الحسابية لنطاق المعاملات رقم رايلي ما بين 310 و 510 ، رقم براندت ما بين 10 و 1000 ، مؤشر قانون الطاقة ما بين 0.6 و 1.4 ، معامل اللامركزية ما بين 0 و 0.9 وزاوية ميل من 0 ° إلى 90 °. توصلنا إلى تطور جديد في محور البحث هذا يتمثل بإدخال عامل عدم المركزية )تحريك الأسطوانة الداخلية بزوايا مختلفة( إلى سائل قانون الطاقة غير النيوتوني في المساحة الحلقية بين الإسطوانتين. تكشف النتائج أن زيادة عدم المركزية يمكن أن يحسن خصائص انتقال الحرارة في المساحة الحلقية. بالإضافة إلى ذلك، يتم الحصول على تأثيرات المعاملات السابقة على متوسط رقم نيسالت وخصائص نقل الحرارة )خطوط ارتفاع درجة الحرارة وخطوط التيار( ومناقشتها.