Jacques PADET

Cet article poursuit la présentation des nombreuses configurations des systèmes de convections thermiques. Il est exclusivement consacré aux géométries complexes (forcée et naturelle), ainsi qu’aux géométries mixtes externes et internes. Les données sont exprimées en nombre de Nusselt afin de faciliter la comparaison des différents échanges thermiques obtenus.

Cet article décrit un large éventail de systèmes de convections thermiques, qui diffèrent par leur type d’écoulement (sur plaque plane, entre plans parallèles, dans des canalisations, autour de faisceaux de tubes ou d’anneaux...). Seule est traitée la convection forcée et naturelle dans les géométries simples. Pour chaque exemple, les valeurs sont données en nombre de Nusselt, facilitant ainsi la comparaison des différents coefficients d’échange thermique sur les parois.

La convection thermique est le transfert de chaleur dans les fluides en mouvement. Pour être plus précis, ce phénomène est la conjonction de deux mécanismes physiques, la diffusion moléculaire et l’advection. Cet article traite des aspects physiques de la convection en abordant successivement les conditions aux parois, les critères de similitude en convection forcée, naturelle et mixte, l’utilisation des principales grandeurs extensives (masse, quantité de mouvement, énergie). Pour terminer, il s’intéresse aux fluides dont la diffusivité thermique est très grande devant la viscosité cinématique.