Etude d'un évaporateur pour le dessalement d'eau par le procédé d'aéro-évapo-condensation : expérimentation et modélisation

par Karim (1970-.... Bourouni

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de ROGER MARTIN.

Soutenue en 1998

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Les travaux presentes dans ce manuscrit concernant la caracterisation des transferts de chaleur et de masse dans un evaporateur a film liquide ruisselant sur un faisceau de tubes horizontaux. L'evaporateur etudie est un echangeur en polypropylene, utilise dans une petite unite de dessalement d'eau saumatre fonctionnant par un nouveau procede a basse temperature : l'aero-evapo-condensation. L'etude experimentale a permis de determiner les parametres fondamentaux gouvernant les transferts de chaleur et de masse lors de l'ecoulement du film liquide dans un faisceau de tubes horizontaux. L'utilisation d'un systeme de distribution a fente permet un meilleur mouillage des tubes, et par la meme des meilleures performances thermo-hydrauliques. Les experiences realisees, avec de l'eau geothermale, dans un site au sud de la tunisie, ont montre l'efficacite de la nouvelle unite vis-a-vis des problemes de distribution et d'encrassement. Un outil numerique simple est egalement elabore pour la modelisation et l'optimisation de ce type d'evaporateurs. Une comparaison entre les resultats numeriques et experimentaux a mis en evidence la validite du modele propose. Le second volet de ces travaux concerne l'etude des mecanismes regissant les transferts de chaleur et de masse d'un film liquide ruisselant autour d'un tube horizontal isole. Une analyse experimentale (mesures des coefficients local et moyen de transfert de chaleur autour du tube et de la quantite d'eau evaporee) et numerique est realisee. En particulier, un modele numerique tenant compte de la region de stagnation situee en haut du tube est developpe et valide par l'experience. Enfin, nous avons compare les coefficients de transfert de chaleur obtenus sur un tube isole et un faisceau de tubes de l'evaporateur. Cette comparaison a permis de montrer une bonne concordance des resultats au-dela d'un nombre de reynolds critique. Ce parametre semble controler la nature de mouillage du faisceau.


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