Nouveau procédé de séparation des espèces d'une solution binaire par convection mixte

Autor: Khouzam, Ali, Mojtabi, Abdelkader, Charrier-Mojtabi, Marie-Catherine
Přispěvatelé: Association Française de Mécanique, Service irevues, irevues
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2013
Předmět:
Zdroj: CFM 2013-21ème Congrès Français de Mécanique
CFM 2013-21ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2013, Bordeaux, France
Popis: Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; A l'équilibre thermique, un fluide multiconstituant est parfaitement homogène. Soumis à un gradient thermique le fluide est alors le siège d'une nouvelle répartition des constituants. Le flux de matière induit par le gradient thermique imposé est appelé thermodiffusion ou effet Soret. La thermodiffusion conduit à une très faible séparation des espèces alors que le couplage thermodiffusion et convection appelée diffusion thermogravitationnelle conduit à une séparation des constituants plus importante. La séparation optimale des espèces d'un mélange binaire dans les colonnes verticales [1] est obtenue pour de très faibles épaisseurs de colonnes. Des travaux [2, 3] ont montré qu'il est également possible d'obtenir la séparation dans une cellule horizontale avec une plus grande épaisseur de cellule et par conséquent d’obtenir une plus grande quantité d'espèces séparées. Dans cette étude, nous proposons un nouveau procédé permettant d'améliorer la séparation en découplant le gradient thermique de la vitesse convective. On considère pour cela une cavité rectangulaire, d'épaisseur H selon la verticale et de largeur L selon l’horizontale avec A=L/H >>1, chauffée par le haut ou par le bas et remplie d'un fluide binaire. Les parois verticales de la cavité sont thermiquement isolées. Le problème considéré dépend de six paramètres adimensionnels dont deux paramètres de contrôle : le nombre de Rayleigh thermique (Ra) et le nombre de Péclet (Pe). On présente une solution analytique et numérique du problème et on analyse l’influence de Ra et de Pe sur la séparation. Un bon accord est obtenu entre ces deux approches analytiques et numériques. Références [1] J.K. Platten, M. Bou-Ali and J.F. Dutrieux, Journal of Physical Chemistry, B 107, (2003). [2] B. Elhajjar, M.C. Charrier-Mojtabi and A. Mojtabi, Physical Review E, 77, 1 (2008) [3] B. Elhajjar, A. Mojtabi , P. Costesèque and M.C. Charrier-Mojtabi, Int. J. Heat and Mass Tranfer, 53,4844 (2010).
Databáze: OpenAIRE
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