Mixed convection in a trapezoidal cavity

heated from BELOW: inclinaison effet

Convection mixte dans une cavité trapézoïde

chauffée par la bas : effet de l’inclinaison

 

I. Tmartnhad2, M. El Alami1, M. Najam1*, A. Oubarra2

1 Groupe de Thermique, Laboratoire de Physique des Matériaux, de Microélectronique, d’Automatique et de Thermique (LPMMAT).

2 Groupe d’Energétique, Laboratoire de Mécanique

Département de Physique, Faculté des Sciences, Université Hassan II Ain Chock.

Adresse :  Km8, route d’El Jadida, B. P. 5366, Maârif, Casablanca,  Maroc

* Corresponding author: E-mail: mnejam@yahoo.fr


Received:16 January 2007; revised version accepted: 13 June 2007

 

 


Abstract

     We present a numerical study of mixed convective flow in a trapezoidal cavity heated from below with constant temperature TC. The inclined wall is maintained cold at TF < TC. Inlet flow opening and outlet one are adjusted on the horizontal plate of the cavity. The Navier-Stokes equations formulated in pressure-velocity-temperature, are solved using a control volume method. The control parameters are the Rayleigh number (Ra=105), the Prandtl number (Pr=0.72), the cavity form ratio (RF=L’/H’=3), the inlet and outlet opening width C1=0.38 and C2=0.25, the inclination of the tilted wall (20°£q£40°) and the Reynolds number (Re=100, 500 and 1000).

The results show that the flow structure and the heat transfer depend significantly on  the parameters of the control.

 

Keywords : Trapezoidal cavity; Mixed convection; Heat transfer; Numerical study; Vertical jet.

 


Résumé

     Dans ce travail, on présente une étude numérique de la convection mixte dans une cavité trapézoïdale dont la paroi horizontale inférieure est chauffée à température constante TC. La paroi supérieure inclinée est maintenue  froide à une température TF <TC. La cavité est munie de deux ouvertures d’admission et d’évacuation du jet de ventilation. Le problème a été formulé en terme de pression-vitesse-température et résolu numériquement par la méthode de volumes finis. Les paramètres de contrôle sont l’angle d’inclinaison (20°=q=40°), le nombre de Rayleigh (Ra=105), le nombre de Reynolds (Re=100, 500 et 1000), le nombre de Prandtl (Pr=0,72) et le rapport de forme (RF=L’/H’=3). Les largeurs des ouvertures d’évacuation et d’admission de l’air sont respectivement C1= 0,25 et C2=0,38.

Les résultats obtenus mettent en évidence l’influence des différents paramètres de contrôle sur la structure de l’écoulement et sur le transfert de chaleur à l’intérieur de la cavité.

 

Mots clés: Cavité trapézoïdale ; Convection mixte ; Transfert de chaleur ; Etude numérique ; Jet vertical.

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