ABSORBEUR POREUX COMPOSITE

En examinant les résultats obtenus dans le chapitre II dans le cas d’un absorbeur poreux simple, il est constaté que l’absorbeur isolant est caractérisé par la température maximale de la matrice solide tandis que celui conducteur, par sa température moyenne. Cette température maximale de l’absorbeur isolant est supérieure à la température moyenne de l’absorbeur conducteur dans les mêmes conditions d’échange convectif volumique et de débit d’air, c’est à dire, même paramètres Θ et Γ.Une amélioration des performances peut être obtenue en recherchant un absorbeur poreux conducteur et en utilisant un absorbeur ayant une matrice solide composée de deux matériaux différents dont l’un est isolant et l’autre, conducteur : c’est le cas d’un absorbeur composite.

Description du système

On a presque le même système physique que celui étudié dans le cas de l’absorbeur poreux simple, sauf que cette-fois ci, la matrice solide est constituée de deux matériaux ayant deux valeurs différentes de Ω et accolés l’un à l’autre.Un milieu poreux isolant de faible valeur de Ω du côté de la face d’entrée de l’air pour obtenir une température maximale est assemblé avec un autre milieu poreux conducteur de forte valeur de Ω du côté de la face de la zone sortie pour maintenir le niveau de température obtenu.

ÉQUATIONS DE TRANSFERTS THERMIQUES

On a un nouveau système physique presque semblable au premier système, sauf au niveau de l’absorbeur. Par conséquent, la modélisation du système avec un absorbeur composite se déduit des équations déjà établies dans le cas du système à absorbeur poreux simple.La résolution du système d’équations différentielles établi pour l’absorbeur composite d’un capteur à air se fait avec les mêmes méthodes que celles utilisées pour l’absorbeur poreux simple.La différence de cette étude avec celle d’un absorbeur simple concerne l’évolution du rendement de l’absorbeur composite en fonction des valeurs des paramètres adimensionnels et de la position de la zone de séparation à partir des problèmes et des hypothèses posées dans le paragraphe III.1..Dans cette étude, les cinq paramètres qui régissent les équations de transferts de l’absorbeur poreux composite sont classés en deux groupes :L’absorbeur poreux composite étudié est constitué par l’association de deux matrices solides dont l’une isolante est de faible valeur de Ω et l’autre, conductrice, de grande valeur de Ω.

Les conditions de fonctionnement de l’absorbeur composite restent inchangées comparées à celles de l’absorbeur simple pour le système vitre-air. Les valeurs du paramètre Φ représentant le rapport des températures de la vitre Tv et de l’air dans la zone d’entrée Tfo sont la même, soit Φ = Φ1= Φ2=1.Les propriétés radiatives de ces deux matériaux sont supposées égales. Cela permet de poser Ψ= Ψ1= Ψ2 et sa valeur est prise égale à 2,1 comme dans le cas de l’absorbeur simple.paramètres d’échange convectif volumique Θ1 et Θ2 sont différents l’un de l’autre. Cependant, leur variation est supposée faible par rapport à celle du paramètre Ω.

Lorsque l’échange convectif volumique et le débit d’air étaient faibles (Θ=1 et Γ=3), on a constaté que le rendement de l’absorbeur poreux composite passe par un maximum. Ce maximum correspond à une valeur de xL* comprise entre 1,5 et 2 ( figure 11 ).Lorsque l’échange convectif volumique étaient faible et le débit d’air devenait de plus en plus important, la position de la zone de séparation correspondant à la valeur maximale du rendement se rapprochait davantage de la face d’entrée. Pour une valeur important, le rendement maximal se trouvait à l’abscisse xL*=0 ( figure 12 ).Cela entraîne que le rendement maximal est obtenu pour une matrice entièrement conductrice.

Lorsque l’échange convectif volumique devenait de plus en plus important, le débit d’air restant faible, on a eu un résultat contraire à celui obtenu précédemment.En effet, la position de la zone de séparation pour la valeur maximale du rendement se rapprochait de la face de sortie de l’air. Pour Θ suffisamment grand, le rendement maximal correspondait à xL*=L* ( figure 13 ).Pour le cas de combinaison de paramètres tels que Θ important et Γ faible, le rendement maximal a été obtenu pour une matrice entièrement isolante.