Effets des conditions aux limites thermiques sur le transfert de masse et de chaleur dans un mélange de gaz non-gris air-CO2 (Cas aidant)

Abstract

Dans cette étude, nous analysons numériquement les effets des conditions aux limites thermiques sur le transfert de masse et de chaleur dans une cavité différentiellement chauffée remplie d’un mélange air-CO2, dont les propriétés radiatives varient localement en fonction de la température et de la concentration de l’espèce absorbante (CO2). Les parois verticales de la cavité sont maintenues à des concentrations constantes et à différents niveaux de température, de manière à créer un écoulement de double diffusion aidant (forces thermiques et massiques qui coopèrent). Le modèle numérique utilisé est bidimensionnel, laminaire et fondé sur une approche en vorticité - fonction de courant pour la partie dynamique. Le calcul radiatif est effectué par la méthode des ordonnées discrètes avec un modèle spectral de type somme pondérée de gaz gris (modèle SLW de Denison et Webb). Les résultats obtenus, pour des écarts de température ΔT (entre les parois verticales de la cavité) allant de 5°C à 100°C, montrent que le rayonnement des gaz affecte la structure des écoulements et réduit les transferts de chaleur (convectifs et totaux) et de masse. Avec l’augmentation de ΔT, les effets radiatifs observés s’accentuent essentiellement pour les structures des écoulements.