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Keywords:

  • isotherme;
  • fonction de courant;
  • transfert de chaleur;
  • protubérance

Abstract

Les auteurs présentent une étude numérique et expérimentale des transferts qui s'effectuent par convection forcée dans un canal comportant une protubérance sinusoîdale et par convection naturelle dans un bac d'eau. L'étude numérique a été effectuée pour des nombres de Reynolds compris entre 35 et 350, plusieurs densité de flux de chaleur et pour des amplitudes de la protubérance comprises entre 0.005 et 0.02 m. Les résultats montrent que la diffusion de la vapeur d'eau dans l'air modifie le profil des lignes de courant qui devient convexe au-dessus de la surface libre de l'eau. En outre, l'evaporation atténue la perturbation engendrée par la protubérance et augmente les transferts de chaleur dans le canal. La visualisation de l'ecoulement, réalisée à l'aide d'un générateur de fumée d'encens, d'un laser à argon et d'une caméra vidéo à mis en évidence la complexité de l'interaction entre le flux de vapeur engendré par l'évaporation de l'eau du bac, l'écoulement de l'air dans le canal et les déperditions de chaleur à travers les parois latérales. Les résultats théoriques et expéri-mentaux sont en bon accord qualitatif.

The authors present a numerical and experimental study on heat and mass transfers by forced convection in a channel with a sinusoidal protuberance and by natural convection in a reservoir full of water. The numerical study has been carried out for Reynolds numbers in a range of 35 to 350, several densities of heat flux and protuberance amplitude range of 0.005 to 0.02 m. Results show that the vapour diffusion in the air modifies the stream function profiles which become convex over the free surface of the water. In addition, the evaporation reduces the perturbation caused by the protuberance and increases the heat transfer rate in the channel. The visualisation of the flow, using smoke, an argon laser and a videocamera, shows the complexity of the interaction between the flow of vapour caused by the evaporation, the flow in the channel and the heat losses across the lateral walls. Theoretical and experimental results are in good qualitative agreement.