Etude des transferts de chaleur et de masse par effet Marangoni : application à la compréhension du mécanisme de l'ébullition en apesanteur

par Patricia Arlabosse

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Lounès Tadrist.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Ce memoire est consacre a l'etude de la convection thermocapillaire autour d'une bulle et a la contribution de cet effet aux transferts de chaleur. Apres une etude bibliographique sur le phenomene d'ebullition en gravite variable et sur les effets thermocapillaires, nous avons etudie l'effet marangoni autour d'une bulle d'air immergee dans une couche d'huile silicone chauffee par le haut. Nous avons developpe une double approche experimentale et numerique. L'approche experimentale a d'abord consiste en la mise en oeuvre d'un dispositif d'analyse des ecoulements et des transferts de chaleur induits par cet effet, dans une configuration ou les effets thermocapillaires et thermogravitationnels s'opposent. Ensuite, des lois d'ecoulement et d'echange de chaleur ont ete etablies. Dans cette geometrie, la contribution de cet effet aux transferts de chaleur est relativement faible pour la gamme des nombres de marangoni et de prandtl etudies. Un modele numerique base sur la methode des elements finis a ete developpe pour simuler les ecoulements induits par un gradient de tension superficielle sur une interface et determiner les lois de transferts. Ce modele est valide a l'aide des resultats experimentaux. Par cette approche, nous avons etudie l'influence du niveau de gravite sur l'ecoulement et les transferts de chaleur. En particulier, on met en evidence la formation d'un jet de liquide en gravite nulle alors que plusieurs cellules contrarotatives sont generees dans le liquide lorsque la gravite est non nulle. Enfin, des mesures preliminaires ont ete realisees dans le cas d'une bulle de vapeur generee a partir d'un site de nucleation sur la surface de chauffe.

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Informations

  • Détails : 154 f.-[21 f.]
  • Annexes : Bibliogr. f. 155-163

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  • Cote : P130-ARL
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