دراسة الحمل الحراري الطبيعي ضمن تجاويف القرميد الجداري

الملخص

تكمن أهمية هذا البحث في دراسة انتقال الحرارة بالحمل ضمن تجاويف القرميد الموجودة في جدران المباني، مكنت هذه الدراسة من إيجاد مرجعية للأبحاث العديدة المنجزة ضمن هذا المجال بهدف التحقق من وثوقية النتائج المحصول عليها ضمن الحالة الخاصة المتعلقة بالقرميد الجداري المقسم عمودياً. هذا الإجراء كان بهدف استخدام هذه النتائج من أجل تطوير هذا القرميد مستقبلاً.  تمت الدراسة من خلال النمذجة العددية بطريقة الحجوم المنتهية واستخدام برنامج الـ Matlab، وذلك لتجويف واحد من هذه التجاويف الموجودة والمميز بثلاثة مقادير لابعدية وهي نسبة الاستطالة (A) وعدد ريلية(Ra) أو عدد غراشوف(Gr) وعدد براندل(Pr).  هذه النمذجة تؤكد في الواقع أنه من أجل التجاويف الضيقة بشكل كاف مع الفوارق الصغيرة لدرجات الحرارة، بأن انتقال الحرارة بالحمل يكون قابلاً للإهمال وقد تم التحقق من ذلك من خلال تطور عدد نوسل الموضعي كتابع للارتفاع. بالإضافة لذلك فقد استبعدنا التأثير المحتمل لأطراف التجويف (العلوي والسفلي) على هذه النتيجة (أياً كانت الشروط الحدية لهذين السطحين الأفقيين من نوع البروفيل الخطي لدرجة الحرارة أو من النوع الأديباتي) وذلك بحساب عدد نوسل لشفرة الهواء والذي يساوي مهما يكن الارتفاع، وهذا ما يسمح باعتبار أن انتقال الحرارة يتم بالتوصيل وأن تأثير الأطراف قابل للإهمال.

L’objectif de cet article est d'étudier les transferts thermiques par convection dans les alvéoles de brique trouvées dans les parois des bâtiments. Cette étude a permis de faire référence à de nombreux travaux réalisés dans ce domaine pour vérifier la validité des résultats de ces études dans le cas particulier des briques à perforations verticales. Cette démarche a pour but de permettre d'utiliser ces résultats en tant qu'outils d'aide au développement de brique futures. Cette étude a été faite par l'utilisation de la méthode de volume finis et Matlab pour un alvéole caractérisé par trois grandeurs adimensionnels, le rapport d'allongement (A), nombre de Rayleigh (Ra) ou Grashof (Gr), et Prandtl (Pr). En effet, ces simulations confirment que pour les alvéoles suffisamment étroites avec des écarts de température petites, le transfert par convection est négligeable et permettent de vérifier, grâce à l'évolution du nombre de Nusselt local en  fonction de la hauteur, que l'influence des extrémités de l'alvéole (supérieur et inférieur) sur ce résultat (quelque soit les conditions aux limites des ces extrémités de type profil linéaire de température ou de type adiabatique) en calculant le nombre de Nusselt de la lame d'air  quelque soit la hauteur, et permet d'affirmer que le transfert de chaleur est purement conductif et que l'influence des extrémités est négligeable.