TRANSFERT DE CHALEUR DANS LES MÉTAUX LIQUIDES

Abstract

On étudie numériquement la convection naturelle dans une cavité carrée remplie d'un métal liquide avec chauffage partiel de la paroi inférieure et refroidissement des parois latérales. La longueur de la partie chauffée ε varie de 20 à 80% de la largeur totale de la paroi inférieur. La paroi supérieure et les parties non chauffée de la paroi inférieure sont considérées comme adiabatiques. Les formes permanentes des équations de Navier-Stokes en deux dimensions et les équations de conservation de la masse et de l'énergie, sont résolues par la méthode des volumes finis. L'algorithme SIMPLER est utilisé pour le couplage pression-vitesse. La validation et la comparaison de nos résultats obtenus avec ceux d'autres auteurs (numérique et expérimental) sont faites. Le nombre de Rayleigh (Ra) varie dans l’intervalle 103-106. Les fonctions de courant et les isothermes sont présentées pour diverses combinaisons de Ra et de la longueur chauffée. Les résultats sont aussi présentés sous forme de nombre de Nusselt local et moyen sur la paroi chauffée. Les résultats obtenus montrent que l’acroissement de Ra, ε ou Pr, entraine une augmentation du taux de transfert de chaleur.