Study of thermodiffusion in multi-component mixtures in porous media

Abstract

Les transferts de chaleur et de masse en milieu poreux hétérogène sont souvent rencontrés dans les domaines naturels et industriels, impliquant la pétrochimie, la biologie, la géologie, la métallurgie et le génie pétrolier. Mesurer et contrôler la séparation des espèces dans des milieux poreux hétérogènes ou fracturés pourrait révéler de nombreux phénomènes contradictoires. Dans notre étude, nous avons analysé l’effet d’une fracture discrète sur la convection thermosolutal, associé à l’effet Soret, dans une cavité poreuse verticale bidimensionnel, saturée par un mélange binaire, chauffée et alimentée du côté droit. Les paramètres clés pris en compte pour le problème décrit sont le nombre de Rayleigh thermique, RT, le nombre de Lewis Le, le coefficient de flottabilité N, le paramètre de Soret Sp et le facteur de forme de la cavité A. En fonction des caractéristiques de fracture (perméabilité, position et épaisseur), le flux de convection thermosolutal est analysé. Les principaux résultats de cette étude montrent que la fracture peut grandement affecter le comportement du flux thermo-gravitationnel et peut jouer un rôle positif dans la séparation provoquée par l'effet Soret, notamment lorsque la perméabilité k est inférieure à la perméabilité optimale kopt. Cependant, lorsque la perméabilité k est supérieure ou égale au kopt optimal, la fracture affecte négativement le processus de séparation. En outre, la fracture inclinée à la paroi froide provoque une séparation importante par rapport au cas où la fracture est inclinée à la paroi chaude avec le même angle. En conséquence, le processus de séparation pourrait être grandement amélioré.