Contribution a l'etude des ecoulements verticaux d'helium diphasique

par LAURENCE AUGYROND

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Maurice François.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    La refrigeration des aimants supraconducteurs utilise l'helium i, notamment dans les conditions saturantes a pression atmospherique. Il est donc necessaire de bien connaitre son comportement hydrodynamique. Ce travail presente l'etude experimentale de l'helium diphasique dans une geometrie verticale ascendante. On a pu ainsi mettre en evidence la presence dans l'helium des ecoulements suivants : a bulles, a bulles deformees, a poches disloquees, annulaire et a gouttelettes dispersees. Une carte d'ecoulement a ete tracee pour ces ecoulements verticaux ascendants d'helium diphasique (diametre de canalisation = 10mm), et les trois premiers regimes, ainsi que leurs frontieres, ont ete determines dans les variables classiques debit et titre massiques. De plus, on s'est interesse particulierement aux caracteristiques des ecoulements a bulles (vitesse, diametres et repartition des bulles dans la section du tube) et a leurs transitions avec les ecoulements a poches disloquees. Cette caracterisation s'est faite essentiellement par deux mesures : le taux de vide, mesure a l'aide d'un capteur a absorption d'electrons et les fluctuations d'intensite lumineuse, mesurees grace a des fibres optiques non intrusives. La mesure du taux de vide dans les conditions cryogeniques a ainsi permis de valider pour nos ecoulements une modelisation a deux vitesses du type zuber. Ces mesures ont ete completees par la visualisation des ecoulements, par une analyse spectrale qui a mis en evidence une frequence caracteristique des bulles et par une analyse probabiliste qui constitue une reelle signature de chaque ecoulement.


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Informations

  • Détails : 234 p.
  • Annexes : 83 ref.

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