Simulation numérique de la convection mixte d'un nanofluide hybride dans une cavité soumise à un champ magnétique

Abstract

Dans ce travail, nous avons effectué une étude numérique sur le transfert de chaleur par convection mixte dans une cavité remplie d’un mélange d’eau et des nanoparticules (MgO et Ag). La cavité est exposée à l'action d'un champ magnétique. Le transfert de chaleur est visualisé en termes de lignes de courant et des isothermes dans une cavité carrée avec des parois verticales différentiellement chauffées et des parois supérieure et inférieure adiabatiques. Une analyse paramétrique est effectuée pour des nombres de Richardson varie de 0.01 à 100, pour différentes nombre de Hartmann (Ha=0 -50 et 100), et aussi pour différentes fractions volumiques (ϕ égale à 1,2 et 3%). Les simulations ont été menues par code Ansys 16.0 -Fluent qui est basé sur la méthode des volumes finis. Des validations ont été effectuées afin de tester la fiabilité des résultats obtenue par ce code. La conclusion basée sur cette étude peut être établie de la manière suivante : · La présence des nanoparticules dans le fluide de base augmente significativement la conductivité thermique du fluide. · Les résultats montrent une amélioration du transfert de chaleur en utilisant des nanoparticules. · Lorsque le nombre de Richardson augmente, le rôle de la convection libre devient plus important. · L’augmentation de la concentration volumique des nanoparticules f augmente la valeur moyenne de Nusselt, et donc une augmentation de transfert thermique. · l'augmentation de nombre de Richardson réduit le transfert de chaleur. · L’ajout des nanoparticules (Ag-Mgo) améliore le transfert thermique. · Le transfert de chaleur au centre de la cavité est dominé par la convection naturelle. · L’application du champ magnétique conduit à une augmentation du transfert de chaleur pour l’orientation de θ=90° et pour l’augmentation de nombre de Hartmann et aussi pour la diminution de nombre de Richardson. Par contre une détérioration du transfert de chaleur s’effectue pour 0°≤θ< 90° et 90°<θ≤ 180° et pour l’augmentation de Ha et la diminution de Ri.