Étude de la condensation en film laminaire d'une vapeur pure et saturée sur la paroi poreuse d'une plaque inclinée

Study of laminar film condensation on the wall of an inclined porous plate

¹ Laboratoire de Thermodynamique et Énergétique (L.T.E), Faculté des Sciences et Techniques, BP 509, Boutalamine, Errachidia, Maroc
² Groupe de Mécanique d'Acoustique et d'Instrumentation, Centre des Études Fondamentales (GMAI-CEF), Université de Perpignan, Avenue de Villeneuve, 66860 Perpignan Cedex, France
³ Faculté des Sciences, Avenue Beni M'Hamed, BP 4010, Meknès, Maroc

Auteur de correspondance : m.asbik@caramail.com

Reçu : 4 Avril 2002
Accepté : 5 Mars 2004

Résumé

L'étude en convection forcée de la condensation en film laminaire d'une vapeur pure et saturée sur une plaque poreuse inclinée par rapport à la verticale, est présentée. Le modèle de Darcy-Brinkman est utilisé pour décrire l'écoulement dans le milieu poreux, tandis que les équations classiques de la couche limite ont été exploitées dans le liquide pur en tenant compte des termes d'inertie et de convection d'enthalpie. Le problème posé a été résolu par voies analytique et numérique. Les résultats sont essentiellement présentés sous forme de l'épaisseur adimensionnelle du film liquide, des profils de vitesse et de température et des coefficients d'échanges thermiques représentés par le nombre de Nusselt. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux expérimentaux de Renken et al. [1]. Les effets de différents paramètres influents tels que : l'inclinaison (ϕ), la viscosité effective (nombre de Reynolds Re_K), l'épaisseur adimensionnelle du substrat poreux H^* et la conductivité thermique adimensionnelle k^*, sur l'écoulement et les transferts thermiques sont illustrés.

Abstract

A problem of forced convection condensation in a thin porous layer is considered. The flow in the porous region is described by the Darcy-Brinkman model while classical boundary layer equations with inertia and enthalpy terms are used in the pure condensate region. This problem is solved analytically and numerically. The results are essentially presented in the form of the dimensionless film thickness, velocity and temperature profiles within the porous layer and the heat transfer represented by the Nusselt number. The comparison of the present results and those of Renken et al. [1] is carried out. The effects of the inclination (ϕ), the effective viscosity (Reynolds number Re_K), the dimensionless thickness of porous coating H^* and the dimensionless thermal conductivity k^*, on the flow and the heat transfer enhancement are also documented.