Condensation En Film Liquidesur Une Surface Verticale Bordant Un Milieu Poreux Epais Anisotrope En Permeabilite

Abstract

La condensation en film laminaire sur une surface verticale, bordant un milieu poreux épais anisotrope saturé par une vapeur pure, est étudiée analytiquement en utilisant le modèle de Darcy-Brinkman. Cette étude vise l’obtention d’informations nécessaires à la caractérisation et à la précision de la dynamique des phénomènes de condensation en vue de rechercher, pour un silo de grains alimentaires, les humidités maximums à recommander selon les produits et les zones climatiques. Les approximations de couches limites dans la région du film liquide permettent de déduire des solutions analytiques montrant l’effet de la perméabilité du milieu poreux et de l’angle d’inclinaison des axes principaux sur l’épaisseur du film liquide, le débit massique du film liquide et le flux de chaleur surfacique à la paroi. Le nombre de Nusselt obtenu dépend de la racine carrée du nombre de Rayleigh et de l’épaisseur adimensionnelle du film. Cette dernière est une fonction de la constante d’anisotropie en perméabilité et du paramètre adimensionnel lié au sous-refroidissement de la paroi. Les  conclusions de Cheng (1981) pour un dièdre en milieu poreux isotrope se déduisent aisément en considérant égal à un (01) le rapport des coefficients d’anisotropie en perméabilité.

Mots clés : Condensation, film liquide, milieu poreux anisotrope.

The steady film condensation on a vertical plate edging a thick anisotropic porous medium filled with pure saturated vapour is studied analytically by using the Darcy- Brinkman flow model. This study aims to obtain the necessary information for the characterization and the precision of the dynamics of the condensation phenomenon in order to search for the maximum humidity to recommend according to the agroalimentary products and the climatic zones. Within the boundary layer approximations in the liquid film, the analytical solutions obtained show the effect of the permeability porous medium and inclination of the principal axes on the liquid film thickness, liquid mass flow rate and surface heat transfer rate.The obtained Nusselt number depends on the square root of the Rayleigh number and the dimensionless film thickness. The latter is found to be a function of the anisotropic permeability constant  and the dimensionless parameter related to the degree of the wall subcooling. The conclusions found by Cheng (1981) for a wedge in isotropic porous medium can be easily deduced by considering the anisotropic permeability ratio equal to one.

Key words: Condensation, liquid film, anisotropic porous medium.

Article in French