Contribution à l'étude des phénomènes de transfère de chaleur des fluides non-newtoniens dans des espaces annulaires en rotation

Abstract

Les transferts de quantité de mouvement et de chaleur par convection dus à la rotation et au chauffage différentiel dans des espaces annulaires cylindriques verticaux sont étudiés numériquement. Un code de calcul a été développé. Il utilise la méthode des éléments finis pour résoudre les équations de conservation. Celles-ci sont écrites en coordonnées cylindriques axisymétrique. Une étude paramétrique a été menée afin de quantifier les effets des paramètres adimensionnels gouvernant le système. L’accent est mis sur l’effet de la rotation à travers le nombre de Reynolds, sur l’effet de l’écart de température à travers le nombre de Rayleigh et sur l’effet de la variation de la viscosité à travers l’indice de comportement et le nombre de Weissenberg. Pour le fluide de travail, il a été retenu deux modèles connus : le modèle d’Ostwald-De-Waele (ou modèle en puissance) et le modèle de Carreau. Nous nous sommes ensuite intéressés à des fluides en loi en puissance thermodépendants. L’influence de la thermodépendance sur le champ thermique est remarquable. Ceci confirme la nécessité de prendre en compte les variations en fonction de la température des caractéristiques du fluide pour une meilleure compréhension de leur comportement thermodynamique