Analyse de l’influence de macro-déformations pariétales sur les performances thermo-hydrauliques d’un tube annulaire
Résumé
L’application judicieuse de macro-déformations aux parois peut grandement améliorer les transferts thermiques et le mélange par rapport à la configuration lisse, c’est à dire non déformée. Ces déformations sont appliquées sur les parois internes d’une configuration annulaire. L’étude, menée par voie de simulation numérique, a pour objectif l’analyse fine des mécanismes à l’origine de l’amélioration des transferts thermiques et du mélange. Les simulations sont réalisées pour des écoulements laminaires, incompressibles, anisothermes et stationnaires. La gamme de nombres de Reynolds considérée s’étend de 200 à 1000. Les performances thermo-hydrauliques globales sont évaluées par un facteur de performance : le PEC (Performance Evaluation Criterion). La qualité du mélange est caractérisée par des sections de Poincaré. Les résultats montrent que par rapport au cas d’un échangeur annulaire lisse, l’augmentation de la qualité du mélange et des performances thermo-hydrauliques avec le Reynolds est plus significative dans le cas de la présence du swirl. Une analyse fine des champs de vitesse et de température permet d’appréhender les mécanismes physiques mis en jeu et leur variation en fonction du type de la déformation géométrique et du nombre de Reynolds.