Simulation de l'effet des nanofluides sur les performances d'un échangeur thermohydraulique avec et sans ailettes

Abstract

Cette étude visait à analyser les performances thermiques et hydrodynamiques d'un nanofluide (oxyde de magnésium/glycol éthylénique) dans un échangeur de chaleur à l'aide de simulations CFD réalisées avec le logiciel Fluent 6.3, en comparant deux configurations - avec et sans ailettes. L'étude s'est concentrée sur l'évaluation du nombre de Nusselt, du coefficient de frottement et du critère de performance thermo-hydraulique (PEC) pour une concentration nanoparticulaire fixe (0,3%) dans un régime d'écoulement turbulent (Re=2500-9500). Les résultats ont révélé que l'utilisation d’ailettes améliorait considérablement le transfert de chaleur et augmentait le nombre de Nusselt, malgré une élévation du coefficient de frottement. De plus, la configuration avec ailettes a affiché des valeurs PEC plus élevées, particulièrement aux nombres de Reynolds élevés, confirmant ainsi son efficacité pour optimiser les performances de l'échangeur de chaleur. Ces résultats suggèrent que la combinaison de nanofluides avec des conceptions internes structurées pourrait améliorer l'efficacité des systèmes d'échange thermique.