Etude de l’Amélioration du Transfert thermique de l'huile moteur 10w40 grâce à l'ajout de nanoparticules Al2O3/Fe2O3

Abstract

Cette étude numérique examine les performances thermo-hydrauliques de l’huile moteur 10W40 enrichie en nanoparticules d’alumine (Al₂O₃) et d’hématite (Fe2O3) dans un écoulement de Taylor-Couette, en considérant un espace annulaire étroit (r = 0,4), un nombre de Reynolds Re = 400 et un nombre de Rayleigh Ra = 10⁵. Les simulations sont réalisées avec ANSYS Fluent, utilisant la méthode des volumes finis. L’étude évalue l’influence du type de nanofluide, des configurations de rotation des cylindres (S = −1, 0, 1), et du rapport d’aspect A = H/rₒ sur la dynamique des tourbillons de Taylor et le transfert thermique. Les résultats montrent que le nanofluide à base de Fe2O3 améliore significativement le nombre de Nusselt (Nu) de 15 à 30 % et le coefficient de frottement (Cf) de 10 à 25 %, comparé à l’huile pure, en raison de sa meilleure conductivité thermique (0,172 W/m·K). L’alumine présente des gains moindres. Le mode de rotation modifie la structure tourbillonnaire et accroît les pertes de charge, sans amélioration significative du transfert thermique.