Ébullition en convection forcée entre plaques ondulées horizontales

Forced convective boiling between corrugated plates

• Auteur / Autrice : Bertrand Hoareau
• Direction : Michel Lebouché
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et énergétique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaleur -- Convection

Fluides newtoniens

Ébullition

Résumé

Cette étude s'inscrit dans la suite des investigations menées au LEMTA (CNRS UMR 7563) afin d'appréhender les phénomènes se produisant lors d'écoulements de fluides newtoniens entre plaques ondulées en configuration horizontale. Une étude bibliographique concernant les écoulements monophasique et diphasique a permis d'effectuer une synthèse des résultats essentiels sur les plaques ondulées. D'autre part, cette étude a révélé un manque de données expérimentales et de modélisation concernant le phénomène d'ébullition entre ces plaques. Les outils numériques ont permis dans le cas isotherme de vérifier la bonne concordance avec les résultats expérimentaux antérieurs ayant trait aux mesures de champ des vitesses et aux mesures de gradients pariétaux de vitesses. Les résultats obtenus au moyen de la modélisation des écoulements diphasique en utilisant le modèle VOF ont révélé une bonne concordance avec les expériences pour les faibles vitesses superficielles de liquide. Dans le cas non-isotherme, sans changement de phase ce travail a permis de relier l'évolution du coefficient de transfert le long d'une ondulation à la structure générale de l'écoulement. En régime d'ébullition, l'étude a permis d'identifier différents régimes pour des conditions d'entrée et de chauffage stables. Sans débit imposé, l'analyse des températures pariétales a montré la présence d'un régime d'ébullition nucléée en sommet d'ondulation et un régime de transition dans le creux de l'ondulation. A débit imposé, le nombre de Reynolds conditionne l'évolution du titre massique le long de l'ondulation. Enfin, l'ensemble des stades d'ébullition en convection forcée a été relié aux mesures de températures pariétales.