Contribution à l'étude des écoulements de filtration au voisinage du point critique

Contribution to the study of filtration flow near the critical point

• Auteur / Autrice : Raouf Khelalfa
• Direction : Jean-Sylvestre Darrozès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Etanchéités statiques

Point critique

Débit de fuite

Capillaire micrométrique

Ecoulement confiné, approche phénoménologique

Couplage thermo-mécanique

Dilatation

Phénomène de bouchon

Résumé

L’assemblage de certaines pièces métalliques par des brides, engendre un chemin de fuite qui peut laisser passer un fluide. L’étude suivante a pour objet, la compréhension de la phénoménologie d’un écoulement confiné traversant le voisinage du point critique et son influence sur le débit de fuite. Le problème a été limité aux situations stationnaires et visqueuses. Le chemin de filtration a été assimilé à un capillaire dont la paroi est maintenue à la température critique. Une différence de pression a été imposée, entre une entrée supercritique et une sortie subcritique. L’approche phénoménologique a permis de mettre en évidence l’existence d’une zone de transition au passage du point critique. Dans cette région de forte dilatation, on a montré l’existence d’un couplage thermo-dynamique et l’importance de la convection thermique qui s’associé à la conduction pour assurer le transport de chaleur. Au final, il a été trouvé que la progression du fluide vers l’extérieur est ralenti par un phénomène de bouchon.

The assembling of some metal parts by flanges, creates a path of leakage which can let a fluid pass. In this study we aim at understanding the phenomenology of confined flow through the vicinity of critical point and its influence on the value of the mass flow. The problem is limited to viscous stationary flows. The leakage geometry has assimilated to a capillary tube. The wall temperature is fixed at the fluid critical value. A difference of pressure was imposed between a supercritical inlet and subcritique outlet. The phenomenology approach has revealed the existence of a transition zone at passing the critical point. In this region of strong expansion, it has shown the existence of a coupling thermo-dynamics and importance of thermal convection mechanism associated with the conduction for the heat transport. In the end, it was found that the fluid increase outwards is slowed by a stopper phenomenon.