Analyse du transfert de chaleur par convection naturelle contenant un matériau à changement de phase nano-encapsulé dans une cavité carrée confiné soumise à l’effet d’un champ magnétique

Abstract

Cette étude numérique explore la convection naturelle d'un NEPCM dans une enceinte, soumise à l'influence d'un champ magnétique externe horizontal. Les particules de NEPCM possèdent une structure noyau-nveloppe, avec un matériau à changement de phase (PCM) en tant que noyau. Le noyau des particules de NEPCM est constitué de n-octadécane, tandis que la coquille est en PMMA (polyméthacrylate de méthyle).Les nanoparticules sont dispersées dans de l’eau servant de fluide de base (Léau).L’enceinte considérée est une cavité carrée, avec les parois horizontales (supérieure et inférieure) isolées thermiquement, Les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie thermique pour la suspension de NEPCM sont présentées sous forme d’équations aux dérivées partielles. Ces équations sont ensuite rendues adimensionnelles et résolues par la méthode des volumes finis via un programme Fortran. L'algorithme IMPLER est utilisé pour le couplage vitesse-pression. L'impact des paramètres comme les nombres de Rayleigh et de Stefan, la température de fusion des nanoparticules et le champ magnétique est analysé. Les résultats montrent que l'augmentation de Ra et la température de fusion stimule l'écoulement, favorisant la convection et améliorant significativement le transfert de chaleur grâce aux nanoparticules. A l’inverse, ’augmentation du nombre de Hartmann (Ha) réduit le transfert de chaleur en freinant le mouvement du fluide sous l’effet de la force de Lorentz. Par ailleurs, l’augmentation du nombre de Stefan traduit une diminution de la chaleur latente des noyaux de PCM, ce qui entraîne une réduction du transfert thermique