TRANSFERT THERMIQUE INSTATIONNAIRE DANS UN MUR TRICOUCHES SUBISSANT UN CHANGEMENT DE PHASE PAR SOLIDIFICATION.
Keywords:
Changement de Phase, Solidification, Formulation Enthalpique, MCPAbstract
Une étude numérique du transfert de chaleur instationnaire dans un mur tricouches est présentée. Le modèle physique est basé sur l’équation de conduction thermique unidirectionnelle en tenant compte des équations de couplages au niveau des interfaces et des conditions convectives de surfaces. Les équations de transfert sont données en représentation enthalpique pour le matériau à changement de phase (MCP), et en formulation générale pour les régions solides. La formulation adimensionnelle a permis de dégager les principaux paramètres affectant le transfert : nombre de Biot (Bi), nombre de Stephan (Ste) et le degré de surchauffe (qm). La discrétisation des équations est réalisée en utilisant la méthode des volumes finis selon un schéma explicite. La solution numérique est obtenue par une méthode itérative basée sur la notion d’enthalpie critique. L’étude de l’influence de la condition convective chaude, gouvernée par Bi¥,cet θ¥,c , a montré que la présence des couches solides affecte la cinétique de la solidification, les limites de la solidification et le transfert de chaleur par un effet de stockage et de déstockage d’énergie sensible. L’influence de la température θ¥,c sur le processus de changement de phase est fortement dépendante du nombre de Biot Bi¥,c.
Downloads
References
Morisson V., Rady M., Palomo E., Arquis E., Systèmes de stockage d’énergie thermique couplés à la production d’électricité par des technologies solaires thermodynamiques. Récents Progrès en Génie des Procédés, 92 (2005).
Lopez J., Dumas J.P., Palomo E. Composites graphite/sel pour le stockage d’énergie à haute température : étude des effets du graphite et de la microstructure des composites sur les propriétés de changement de phase des sels, C. R. Mécanique, 336, pp 578-585 (2008).
Bédécarrats J.P., Strub F., Falcon B., Dumas J.P. Phase-change thermal energy storage using spherical capsules: performance of a test plant. Int J. Refrig, Vol.19, pp. 187-196 (1996).
Halford C.K. and Boehm R.F., Modeling of phase change material peak load shifting, Energy and Buildings, 39, pp 298-305, (2007).
Kuznik F., Virgone J., Noel J., Reisdorf R., Compréhension des effets de l’inertie thermique : cas des parois contenant des matériaux à changement de phase (MCP), Congrès AUGC (2006).
Ismail K.and Moraes R., A numerical and experimental investigation of different containers and PCM options for cold storage modular units for domestic applications, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 52, pp. 4195-4202 (2009).
Teggar M., Mezaache E., Benchatti A., Zeghmati B. Comparative study of heat transfer during solidification of phase change materials inside three different capsules, International Journal of Heat and Technology 28, 19-23 (2010).
Teggar M., Mezaache E., “Numerical investigation of total solidification time of a liquid phase change material enclosed in rectangular cavities, Int. Review of Physics, Vol. 6, pp. 158-164 (2012).
