Optimisation des transferts de chaleur en milieux poreux

Effet de la modulation du chauffage

Le traitement de la convection naturelle s'écoulant au sein d'un cylindre poreux ouvert à ses extrémités est d'une difficulté avérée.

Pour le cas du chauffage à température constante, l'écoulement est semblable à celui rencontré dans une plaque plane en milieu semi-infini où une couche limite se développe.

Les résultats obtenus mettent en évidence, selon les paramètres géométriques et physiques en présence, deux types d'écoulements: un écoulement avec recirculation et un écoulement sans recirculation.

La limite de l'obtention de l'une ou de l'autre situation obéit à une corrélation établie.

Lorsque le chauffage périodique de la paroi du cylindre est considéré, l'analyse donne une équivalence entre les transferts pour les deux cas de chauffage, constant et modulé dans le temps, pour les faibles amplitudes adimensionnelles.

Par contre, à des amplitudes relativement plus élevées, l'amélioration du transfert de chaleur moyen est directement proportionnelle aux valeurs du nombre de Rayleigh, et peut s'avérer très significative, allant jusqu'à des valeurs de l'ordre de 20%.