Influence de la diffusion longitudinale sur le transfert de matière fluide-paroi en écoulement laminaire non-établi dans un espace annulaire
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Auteurs : S. R De Farias Neto ; P. Legentilhomme ; J. LegrandSource :
- International Journal of Heat and Mass Transfer [ 0017-9310 ] ; 1997.
Abstract
Ce travail est consacré à la modélisation numérique de l'hydrodynamique et du transfert de matière en écoulement axial laminaire non-établi dans un espace annulaire. Les équations complètes de conservation de la quantité de mouvement et de la matière sont résolues par une méthode aux éléments finis à l'aide du code FIDAP. En ce qui concerne le problème hydrodynamique, les résultats présentés dans ce travail sont en accord avec les prédictions numériques et les données expérimentales disponibles dans la littérature. Nous avons notamment confirmé le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caractérisé par deux pics de vitesse au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phénomène est principalement imputable à l'influence du terme de diffusion longitudinale de la quantité de mouvement. La résolution de l'équation complète de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matiére, négligé lors de l'utilisation des hypothèses simplificatrices de la théorie de la couche limite. Ce terme doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de matière en régimes hydrodynamique et diffusionnel non établis.
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DOI: 10.1016/S0017-9310(97)00048-3
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Complete momentum and mass conservation equations are solved by a finite element method using the FIDAP code. Concerning the diffusional problem, the results are in keeping with numerical predictions and experimental data available in the literature. We have particularly confirmed the fact that the axial velocity profile is characterized by velocity peaks in the vicinity of each cylinder of the annulus. This phenomenon is mainly due to the influence of the momentum longitudinal diffusion term. Resolution of the complete diffusion-convection equation allowed us to clarify the influence of the mass longitudinal diffusion term, neglected when using hypotheses of the boundary layer theory. The diffusion term must be taken into account for a correct prediction of the mass transfer in developing hydrodynamic and diffusional flow regimes.</abstract><qualityIndicators><score>7.208</score><pdfVersion>1.2</pdfVersion><pdfPageSize>504 x 770 pts</pdfPageSize><refBibsNative>true</refBibsNative><keywordCount>0</keywordCount><abstractCharCount>1230</abstractCharCount><pdfWordCount>5200</pdfWordCount><pdfCharCount>33077</pdfCharCount><pdfPageCount>9</pdfPageCount><abstractWordCount>184</abstractWordCount></qualityIndicators><title>Influence de la diffusion longitudinale sur le transfert de matière fluide-paroi en écoulement laminaire non-établi dans un espace annulaire</title><pii><json:string>S0017-9310(97)00048-3</json:string></pii><refBibs><json:item><author><json:item><name>H.S. Heaton</name></json:item><json:item><name>W.C. Reynolds</name></json:item><json:item><name>W.M. 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Ce terme doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de matière en régimes hydrodynamique et diffusionnel non établis.</p></abstract><abstract xml:lang="en"><p>Abstract: This work deals with the numerical modelling of hydrodynamics and mass transfer in developing laminar axial flow in an annulus. Complete momentum and mass conservation equations are solved by a finite element method using the FIDAP code. Concerning the diffusional problem, the results are in keeping with numerical predictions and experimental data available in the literature. We have particularly confirmed the fact that the axial velocity profile is characterized by velocity peaks in the vicinity of each cylinder of the annulus. This phenomenon is mainly due to the influence of the momentum longitudinal diffusion term. Resolution of the complete diffusion-convection equation allowed us to clarify the influence of the mass longitudinal diffusion term, neglected when using hypotheses of the boundary layer theory. The diffusion term must be taken into account for a correct prediction of the mass transfer in developing hydrodynamic and diffusional flow regimes.</p></abstract></profileDesc><revisionDesc><change when="1996-12-03">Modified</change><change when="1997">Published</change></revisionDesc></teiHeader></istex:fulltextTEI><json:item><extension>txt</extension><original>false</original><mimetype>text/plain</mimetype><uri>https://api.istex.fr/document/FEFB103D1CDF529661156070690AA559F4D7BE71/fulltext/txt</uri></json:item></fulltext><metadata><istex:metadataXml wicri:clean="Elsevier, elements deleted: tail"><istex:xmlDeclaration>version="1.0" encoding="utf-8"</istex:xmlDeclaration><istex:docType PUBLIC="-//ES//DTD journal article DTD version 4.5.2//EN//XML" URI="art452.dtd" name="istex:docType"></istex:docType><istex:document><converted-article version="4.5.2" docsubtype="fla" xml:lang="fr"><item-info><jid>HMT</jid><aid>97000483</aid><ce:pii>S0017-9310(97)00048-3</ce:pii><ce:doi>10.1016/S0017-9310(97)00048-3</ce:doi><ce:copyright type="unknown" year="1997"></ce:copyright></item-info><head><ce:title>Influence de la diffusion longitudinale sur le transfert de matière fluide-paroi en écoulement laminaire non-établi dans un espace annulaire</ce:title><ce:alt-title xml:lang="en">Influence of longitudinal diffusion on liquid-wall mass transfer in developing axial laminar flow in an annulus</ce:alt-title><ce:author-group><ce:author><ce:given-name>S.R</ce:given-name><ce:surname>De Farias Neto</ce:surname></ce:author><ce:author><ce:given-name>P</ce:given-name><ce:surname>Legentilhomme</ce:surname><ce:cross-ref refid="COR1"><ce:sup>†</ce:sup></ce:cross-ref></ce:author><ce:author><ce:given-name>J</ce:given-name><ce:surname>Legrand</ce:surname></ce:author><ce:affiliation><ce:textfn>Laboratoire de Génie des Procédés, IUT, BP 420, 44606 Saint-Nazaire Cedex, France</ce:textfn></ce:affiliation><ce:correspondence id="COR1"><ce:label>†</ce:label><ce:text>Auteur auquel la correspondance doit être adressée</ce:text></ce:correspondence></ce:author-group><ce:date-received day="29" month="9" year="1995"></ce:date-received><ce:date-revised day="3" month="12" year="1996"></ce:date-revised><ce:abstract><ce:section-title>Résumé</ce:section-title><ce:abstract-sec><ce:simple-para>Ce travail est consacré à la modélisation numérique de l'hydrodynamique et du transfert de matière en écoulement axial laminaire non-établi dans un espace annulaire. Les équations complètes de conservation de la quantité de mouvement et de la matière sont résolues par une méthode aux éléments finis à l'aide du code FIDAP. En ce qui concerne le problème hydrodynamique, les résultats présentés dans ce travail sont en accord avec les prédictions numériques et les données expérimentales disponibles dans la littérature. Nous avons notamment confirmé le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caractérisé par deux pics de vitesse au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phénomène est principalement imputable à l'influence du terme de diffusion longitudinale de la quantité de mouvement. La résolution de l'équation complète de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matiére, négligé lors de l'utilisation des hypothèses simplificatrices de la théorie de la couche limite. Ce terme doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de matière en régimes hydrodynamique et diffusionnel non établis.</ce:simple-para></ce:abstract-sec></ce:abstract><ce:abstract xml:lang="en"><ce:section-title>Abstract</ce:section-title><ce:abstract-sec><ce:simple-para>This work deals with the numerical modelling of hydrodynamics and mass transfer in developing laminar axial flow in an annulus. Complete momentum and mass conservation equations are solved by a finite element method using the FIDAP code. Concerning the diffusional problem, the results are in keeping with numerical predictions and experimental data available in the literature. We have particularly confirmed the fact that the axial velocity profile is characterized by velocity peaks in the vicinity of each cylinder of the annulus. This phenomenon is mainly due to the influence of the momentum longitudinal diffusion term. 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Les équations complètes de conservation de la quantité de mouvement et de la matière sont résolues par une méthode aux éléments finis à l'aide du code FIDAP. En ce qui concerne le problème hydrodynamique, les résultats présentés dans ce travail sont en accord avec les prédictions numériques et les données expérimentales disponibles dans la littérature. Nous avons notamment confirmé le fait que le profil de la composante axiale de vitesse est caractérisé par deux pics de vitesse au voisinage de chacun des cylindres de l'espace annulaire. Ce phénomène est principalement imputable à l'influence du terme de diffusion longitudinale de la quantité de mouvement. La résolution de l'équation complète de diffusion-convection nous a permis d'expliciter l'influence du terme de diffusion longitudinale de la matiére, négligé lors de l'utilisation des hypothèses simplificatrices de la théorie de la couche limite. Ce terme doit absolument être pris en compte pour une prédiction correcte du transfert de matière en régimes hydrodynamique et diffusionnel non établis.</abstract><abstract lang="en">Abstract: This work deals with the numerical modelling of hydrodynamics and mass transfer in developing laminar axial flow in an annulus. Complete momentum and mass conservation equations are solved by a finite element method using the FIDAP code. Concerning the diffusional problem, the results are in keeping with numerical predictions and experimental data available in the literature. We have particularly confirmed the fact that the axial velocity profile is characterized by velocity peaks in the vicinity of each cylinder of the annulus. This phenomenon is mainly due to the influence of the momentum longitudinal diffusion term. Resolution of the complete diffusion-convection equation allowed us to clarify the influence of the mass longitudinal diffusion term, neglected when using hypotheses of the boundary layer theory. 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