Modélisation du transfert de chaleur entre un obstacle en mouvement hélocoidal et un fluide visqueux en écoulement confine

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1992-02, Vol.35 (2), p.329-341
• Main Authors: Ghezal, A., Porterie, B., Loraud, J.C.
• Format: Article
• Language: fre
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(92)90271-S

On étudie le transfert thermique entre un corps cylindro-conique en mouvement hélicoïdal suivant l'axe d'une conduite cylindrique et le fluide s'y écoulant à contre-sens. Un schéma ADI est appliqué pour la résolution de l'équation de la conduction à l'intérieur du solide. Les champs dynamique et thermique de l'écoulement sont déterminés par une méthode implicite aux différences finies dy type Crank-Nicolson. L'écoulement s'effectue à Re = 250 et Pr = 0,7. Les propriétés physiques du fluide sont supposées constantes. L'influence du champ dynamique sur le transfert thermique entre le fluide et le solide est étudiée en fonction de la vitesse de ce dernier. L'approche asymptotique des solutions correspondant à des valeurs du rapport K de la conductivité thermique du solide à celle du fluide de 10 3 et 10 −2 vers les cas classiques de température et de flux constants à la paroi de l'obstacle est discutée. Les résultats obtenus sont en bon accord avec d'autres travaux numériques et expérimentaux. Investigations are made of the heat transfer between a cylindrical cone-ended body driven by a helical motion along the symmetry axis of a cylindrical duct and an oncoming flow. An ADI scheme is used to solve the heat equation inside the body. Dynamic and thermal flow fields are obtained by using an implicit finite-difference scheme of the Crank-Nicolson type. The values of the Reynolds and Prandtl numbers used here are Re = 250 and Pr = 0.7. Flow properties are assumed to be constant. Dynamic effects on heat transfer are studied with respect to the body velocity. The asymptotical approach of the solutions obtained for the values of the ratio K of the solid thermal conductivity to that of the fluid of 10 3 and 10 −2 to the cases of constant temperature and constant heat flux at the body surface is discussed. Satisfactory agreement is obtained between the present numerical results and other experimental and numerical studies. Es wird der Wärmeübergang von einem zylindrischen Körper mit kegeliger Spitze, der entlang der Symmetrieachse eines zylindrischen Kanals spiralförmig bewegt wird, an eine entgegenkommende Strömung untersucht. Zur Lösung der Wärmeleitgleichung innerhalb des Körpers wird ein ADI-Verfahren verwendet. Mit einem impliziten Finite-Differenzenverfahren nach Crank-Nicholson werden die Strömungs- und Temperaturfelder berechnet. Für die Reynolds- und Prandtl-Zahl werden die Werte Re = 250 und Pr = 0,7 verwendet. Die Strömungseigenschaften werden als konstant