Contribution théorique et modélisation des phénomènes instantanés dans les opérations d'autovaporisation et de déshydratation

par Mazen Al Haddad

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de Karim Allaf et de Václav Sobolík.

Soutenue en 2007

à La Rochelle .


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  • Titre traduit

    Theoretical contribution ABD modeling of instantaneous phenomena in autovaporization and dehydratation processes


  • Résumé

    L’autovaporisation instantanée, en tant que processus fondamental, est corrélée à une variation abrupte des conditions thermodynamiques du milieu environnant en deçà de la saturation du liquide. Pendant l’autovaporisation, aucun transfert de chaleur entre le matériau et le milieu extérieur n’a alors lieu vu la courte durée du processus ; la quantité de chaleur nécessaire à l’évaporation de l’eau est récupérée uniquement au sein même de la matière qui voit sa température baisser d’une façon significative. De nombreuses opérations et expérimentations réalisées telles que le BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion), le LOCA (Loss Of Coolant Accident), le WFEC (Water Flash Evaporation Cooling), le CSC (Cryogen Spray Cooling), la DIC (Détente Instantanée Contrôlée),… impliquent l’autovaporisation. Aucune étude « générale » n’a été établie. Pourtant, le dépassement de l’état d’équilibre quasi-statique, température et quantité (ou débit) d’eau vaporisée prévues, remet en question le deuxième principe au plan de l’étape intermédiaire… Le deuxième principe reste applicable dès que l’équilibre est atteint. En effet, malgré les nombreuses applications aucune étude thermodynamique classique n’a pu expliquer les phénomènes observés ; seule l’analyse théorique spécifique aux phénomènes d’instantanéité proposée par ALLAF en 2002, sera à la base de l’explication et l’étude de ce type d’autovaporisation. Nous allons à travers cette étude, expliquer et prouver la pertinence de cette analyse théorique dans le cas de quelques phénomènes thermodynamiques « instantanés ».


  • Résumé

    The instantaneous autovaporisation, as a fundamental process, is correlated to an abrupt variation of the thermodynamic conditions of the surrounding environment below the conditions of saturation of the liquid. During the autovaporisation, no heat transfer between the material and the surrounding environment takes place because of the shortness of the process then; the quantity of heat necessary to the evaporation of water is recovered only within the matter that sees its temperature lowering in a meaningful way. Numerous operations and experimentations realized like BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion), LOCA (Loss Of Coolant Accident), WFEC (Water Flash Evaporation Cooling), CSC (Cryogen Spray Cooling), DIC (Instantaneous Controlled Pressure Drop)… imply the autovaporisation process. No general survey has been established yet. Nevertheless, the passing of the quasi-statics balance states, temperature and quantity (or flux) of evaporated water predicted, reconsiders the second principle of thermodynamics on the plan of the intermediate stage… The second principle remains applicable as soon as the balance is reached. In spite of the numerous applications, no classical thermodynamic survey could explain the phenomena observed. Indeed, only the specific theoretical analysis to the instantaneous phenomena proposed by ALLAF in 2002 will be the basis of the explanation and the survey of this type of autovaporisation. Through this survey, we will explain and prove the relevance of this theoretical analysis in the case of some instantaneous phenomena.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (219 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-173

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