Effet de la conduction sur la convection mixte dans un tuyau incliné soumis à un flux de chaleur uniforme à sa surface extérieure

Ce travail présente l'étude numérique d'un problème conjugué de transfert thermique; on analyse en particulier les effets de la conduction à travers la paroi d'un tuyau circulaire incliné sur un écoulement laminaire développé à l'intérieur de celui-ci. Le tuyau est soumis à un flux de chaleur uniforme à sa surface extérieure. Le mode de convection mixte (forcée et libre) est considéré. La paroi du tuyau est caractérisée par deux paramètre, à savoir sa conductivité thermique et son épaisseur. Les champs hydrodynamique et thermique du fluide ainsi que les conditions thermiques à l'interface fluide-solide sont présentés pour trois types de fluides (air, eau et un fluide très visqueux). Une étude paramétrique portant sur l'influence des paramètres du tuyau et de l'inclinaison est entreprise, et ce, pour chacun des fluides précités. La variation du coefficient de transfert de chaleur en fonction du nombre de Grashof ainsi que les effets de l'inclinaison sur le transfert de chaleur global et la perte de charge ont été déterminés. Les résultats obtenus ont montré que les effets de la paroi du tuyau sont remarquables pour toute la gamme des inclinaisons considérées, excepté le cas vertical. L'écoulement secondaire et le champ thermique du fluide présentent des comportements différents suivant les valeurs des paramètres du tuyau. Le transfert de chaleur global et la perte de charge résultants des différentes conditions thermiques à l'interface fluide­ solide se distinguent aussi d'un fluide à un autre.