رسائل دكتوراة
French
2012
Etude des transferts de chaleur et de matière dans les milieux poreux réactifs application aux systèmes catalytiques
Ali Bousri
كلية الهندسة الميكانيكية وهندسة الطرائق-جامعة العلوم والتكنولوجيا هواري بومدين - الجزائر · الجزائر
Pendant les dernières décennies, beaucoup d’effort a été consacré à l’étude de la convection libre ou forcée dans les milieux poreux, siège d’un écoulement de fluide avec ou sans source de chaleur interne. L’intérêt porté à ce problème a été suscité par l’importance qu’il présente dans diverses applications telles que le traitement des déchets nucléaires et le traitement des effets néfastes à l’environnement, dus à l’industrie, aux réservoirs géothermique, au refroidissement des composants électroniques, etc. Nous nous intéressons dans ce travail à l’étude des transferts thermiques et massiques simultanés, dans les écoulements de certains fluides dans les milieux réactifs, en absence d’équilibre thermique local entre la phase fluide et la phase solide, en vue de leur éventuelle épuration de certaines substances soit par filtration, soit par destructions des substances indésirables.
Le modèle général de Darcy-Brinkman-Forchheimer est adopté pour l’écoulement dans une géométrie cylindrique avec un ordre de réaction égal à 1. L’hypothèse d’un équilibre thermique et massique local est ignorée et le modèle phasique est adopté pour décrire l’évolution des champs de température et des espèces chimiques. Ce système d’équations mathématiques ainsi obtenu, est discrétisé et résolu numériquement, grâce à la méthode des volumes finis. L’algorithme SIMPLER est utilisé pour solutionner les différentes équations de continuité, de mouvement et de la température et de la concentration, couplées.
L’analyse porte sur l’influence de plusieurs paramètres dynamiques et thermo-physiques, sur la distribution et l’évolution des profils des températures et concentrations et sur les transferts moyens de chaleur et de masse, en présence d’une réaction chimique traduite par l’expression d’Arrhenius.
Les résultats obtenus semblent conformes, une bonne concordance étant observée avec certains cas limites de la littérature.