Détermination expérimentale et numérique de la propagation du front de fusion d'un mélange binaire : géométrie cylindrique avec transferts pariétaux

Experimental and numerical localisation of the moving interface of solid-liquid phase change of binary material : cylindrical inwar geometry with boundary conditons on the paroi

• Auteur / Autrice : Adama Diop
• Direction : A. Girardey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Thermiques et énergétiques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interfaces solide-liquide

Fusion (chimie physique)

Résumé

L'objectif de ce travail est de determiner experimentalement et numeriquement la propagation du front de fusion d'un materiau binaire contenu dans un cylindre. On distingue deux classes de materiaux (les materiaux purs qui sont generalement caracterises par une interface de fusion franche et les materiaux issus d'un melange binaire qui presentent une interface etalee entre la phase solide pure et la phase liquide pure et qui ont une forte chaleur latente de fusion. Ils presentent des surfusions). Nous avons utilise comme materiau une solution aqueuse de chlorure de potasium h#2o-kcl a 21 % de concentration et a t#f =9,0 c. La resolution d'un probleme de changement de phase de materiaux binaires exige de procedes specifiques tenant compte, des proprietes physico-chimiques lors du changement d'etat, de l'etalement du front sur une certaine epaisseur, et de la discontinuite energetique dans la zone de changement de phase. L'etude est organise de la maniere suivante : une presentation et une analyse des travaux existants (les methodes de resolution numeriques, les configurations experimentales et les differentes methodes de determination de la position du front). Le dispositif experimental realise et instrumente a permis d'effectuer differentes campagnes de mesures. Un modele enthalpique unidirectionnel negligeant la convection dans la phase liquide est ensuite propose permettant la localisation du front de fusion. Pour prendre en compte les phenomenes de conduction et de convection dans la phase liquide une extention en bidimensionnel est proposee. Une analyse est faite en fonction des grandeurs adimensionnelles.