Brief overview on Local Thermal Non-Equilibrium modeling of heat and mass transfer in open porous materials

Abstract

Le processus de transfert de chaleur dans les milieux poreux a été largement étudié numériquement en raison de nombreuses applications importantes telles que la géothermie, les réacteurs chimiques, l'hydrogéologie, les caloducs, les échangeurs thermiques à matrice solide et l'isolation thermique des bâtiments. Dans la théorie classique des milieux poreux, on suppose un équilibre thermique local entre la phase fluide et la phase solide, les températures du fluide et du solide atteignant rapidement une valeur de température d'équilibre. Cependant, l’équilibre thermique local dans les milieux poreux pose un problème, car la vitesse de transfert de chaleur entre le fluide et le solide risque de ne pas être assez rapide pour atteindre un équilibre thermique local (LTE) en raison de leurs propriétés de diffusion thermique. Par conséquent, cet article présentera l’importance de l’utilisation de la modélisation LTNE pour le transfert de chaleur et d’humidité dans les milieux poreux. La présente revue de la littérature montre que la modélisation LTNE apporte plus de richesse et finesse dans
l’analyses des transferts thermiques dans les milieux poreux. Nous concluons que cette dernière est plus précise que le LTE pour étudier la convection thermique à l’interface à travers un milieu poreux. Malgré cela, nous avons constaté qu’il subsiste encore un manque de développement sur le non-equilibre hygrothermique, en particulier avec les matériaux isolants biosourcé. Dans ce cas, il est important d’analyser l’augmentation substantielle de la capacité de dissipation de la chaleur à l’intérieur des matériaux, en particulier pour les matériaux à haut rapport de conductivité thermique solid-fluide.