Titre de la thèse : Thermal convective modelling in a solar tower, 18th, May, 2016

Area of competence, Thrermal enngineering

  • RESUME

On présente dans cette étude une modélisation de l’écoulement laminaire d’un flux d’air, en cle dans une tour solaire. Afin de formuler avec précision les conditions aux limites pour le modèle de tour choisi, les équations cartésiennes sont transformées en coordonnées hyperboliques. Un maillage orthogonal est élaboré. Il permet alors d’établir les schémas des domaines physique et de calcul. Le code de calcul utilise le formalisme, équation de la chaleur, vorticité et fonction de courant en prenant en compte l’hypothèse de Boussinesq. Le système d’équations adimensionnelles est résolu à l’aide d’une méthode d’intégro-interpolation aux différences finies décrite au paragraphe III.3 Les solutions obtenues à partir du système d’équations adimensionnées nous ont permis de déterminer l’évolution spatiale des paramètres aérauliques (températures et vitesses) dans la tour en fonction du nombre de Rayleigh, pour différentes tailles de cheminée et longueur de collecteur. Les courbes de vitesses dans la cheminée, courbe en cloche au voisinage de l’entrée, obtenues à l’aide de notre programme de calcul sont confirmées par celles du code Comsol. Le mouvement convectif ascendant est aussi illustré par les courbes d’évolution de pression, avec en sortie le respect de la condition de jet en atmosphère libre. Les courbes déduites de notre programme de calcul, issu du système d'équations adimensionnées sont comparées à celles du code de calcul Comsol. Enfin, quelques expérimentations menées sur un prototype construit en laboratoire, viennent confirmer l’évolution simulée des paramètres thermo physiques, validant ainsi notre code de calcul. Mots clés: Modélisation, Convection naturelle, Fonction de courant-vorticité, Coordonnées hyperboliques, Comsol. ABSTRACT We present in this study a natural convection laminar air flow modeling , in a solar tower. In order to formulate with precision the boundary conditions of solar chimney model chosen, the Cartesian equations are transformed into hyperbolic co-ordinates. An orthogonal grid is elaborated. It then makes it possible to draw up the diagrams of physique and calculation fields. The computer code uses the heat equation , vorticity and stream function formalism by taking in account the Boussinesq assumption . The system of dimensionless equations is solved by using an intégro-interpolation method referring to finite differences scheme explained in paragraph III.3. The solutions obtained from the dimensionless equations, enabled us to determine the space evolution parameters (temperatures and speeds) in the tower according to the Rayleigh number, for various chimney sizes and collector length. The speed curves in the chimney, bell-shaped curve at the entry proximity, obtained using our calculation program are confirmed by those of the Comsol code. The ascending convective movement is also illustrated by the pressure evolution curves, with at exit the respect of free atmosphere jet condition. The curves deduced from our calculation program, resulting from the system of dimensionless equations are compared with those of Comsol code. Finally some experiments carried out on a prototype built in laboratory, confirm the simulated thermo physical parameters evolution, thus validating our computer code.

  • ARTICLES

1. Experimental study in natural convection, 26th October, 2015

2. Experimental study of the kinetics and shrinkage of tomato slices in convective drying, 27th, April,2015

3. Comparative thermodynamic study of five couples used in solar cooling with adsorption by simulation, 22nd August, 2016

4. Mathematical and experimental study of the solar tower for the drying of food products, September 2017

 

Certificate of publication

 

OUSMANE Moctar

Laboratory of Renewable Thermal

Energies, UFR/SEA, 03 BP 7021

University of Ouagadougou, Burkina Faso

University of Agadez. (Niger). PO BOX 199

Physics department Sciences and technologies faculty

E-mail : This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

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