Etude des Echanges Aérauliques et Thermiques au sein d’un Camion Réfrigéré avec COMSOL Multiphysics®

Mots-clés

Mécanique des Fluides, Modèles de turbulence k-ε et k-ω, écoulement non isotherme. Convection naturelle, convection forcée, nombre de Peclet, camion réfrigéré/frigorifique.
 

Contexte / Objectif

Le contrôle des échanges de chaleur au sein d'un camion réfrigéré est d'une très grande importance lors du transport de denrée alimentaires, celles-ci ne pouvant supporter des températures extrêmes même pendant de courtes durées.

Le design d'un système de refroidissement approprié aux différentes conditions d'utilisation (porte fermée en roulage, porte ouverte en déchargement), ainsi que le choix de matériaux d'isolation des parois nécessitent une connaissance et une compréhension fines des échanges thermo-aerauliques ayant lieu dans la caisse réfrigérée et dans ses parois.


Pour cela, Air Liquide a demandé à SIMTEC de développer un modèle numérique, sous COMSOL Multiphysics®, afin d'appréhender les cinétiques des champs de température en chaque point et à chaque instant.

 

Réalisations de SIMTEC / Résultats

En amont de l'étude, SIMTEC est venu sur le site d'AIR LIQUIDE pour visualiser le camion frigorifique, son système de refroidissement et le protocole expérimental de mesure. Une élaboration commune du cahier des charges a été réalisée avec le CLIENT, en particulier pour définir une stratégie de résolution efficace permettant d'obtenir un modèle thermo-aéraulique calculant aisément échanges thermiques sous COMSOL Multiphysics®.

L'étude a consisté à développer un modèle de mécanique des fluides turbulente couplé avec des échanges thermiques (convection naturelle et forcée) sous COMSOL Multiphysics®. Différents modèles de turbulence ont été étudiés pour retenir celui donnant les meilleurs résultats, en comparaison avec résultats expérimentaux. Ces modèles ont été validés dans plusieurs configurations différentes, simulant les conditions réelles auxquelles sont soumises les camions (alternance ouverture/fermeture de la porte arrière).

  

 


Une fois le modèle validé, une étude fine de l'échange thermique au travers de chacune des parois a été effectué.
Cette étude permet alors d'optimiser le choix et l'épaisseur des isolants de chacune des parois.