Etude des écoulements réactifs dans la capture des métaux lourds et les applications énergétiques à base de nanoparticules de magnétite

Abstract

Dans le cadre de ce travail, nous avons mené une étude d’analyse numérique portant sur les performances thermiques et dynamiques d’un écoulement convectif de nano-fluides (composés de dioxyde de fer Fe₃O₄ mélangé à de l’eau) au sein d’un capteur solaire plan à eau. L’écoulement, confiné entre le vitrage et l’isolant, est modélisé à l’aide des équations de continuité, de quantité de mouvement et d’énergie. La modélisation géométrique a été effectuée à l’aide du logiciel GAMBIT, tandis que la résolution du problème a été réalisée sous Fluent, en recourant à la méthode des volumes finis pour discrétiser les équations du modèle mathématique. Les champs de vitesse et de température ont été analysés pour différentes fractions volumiques de nanoparticules (0 %, 1 %, 3 % et 5 %). Les résultats obtenus ont été comparés aux données disponibles dans la littérature. Cette étude a permis de mettre en évidence l’impact notable de la concentration en nanoparticules sur le comportement convectif du fluide dans le capteur solaire. Il a été observé que l’augmentation de la fraction volumique des nanoparticules améliore significativement le transfert thermique, soulignant ainsi le rôle essentiel joué par ces particules dans le processus d’échange de chaleur par convection.