Etude exp?rimentale et num?rique des ph?nom?nes de condensation dans un tube vertical partiellement immerg?

par Davy Khaophone

Thèse de doctorat en Energ?tique

Sous la direction de Marc Miscevic.


  • Résumé

    Cette th?se est d?di?e ? l'?tude exp?rimentale et num?rique des ph?nom?nes de condensation dans un pressuriseur de chaufferie nucl?aire embarqu?e con?u par l'entreprise DCNS. Au sein du syst?me est observ? un ?coulement diphasique avec changement d'?tat, descendant dans un tube vertical partiellement immerg? dans du liquide. Le liquide sous-refroidi s'?coule dans le tube sous l'effet de la gravit? en entrainant de la vapeur satur?e qui se condense ? son contact. Dans un premier temps, l'?tude des ph?nom?nes de condensation est r?alis?e sur un banc exp?rimental dont la conception, le dimensionnement, la r?alisation et l'exploitation ont ?t? effectu?s au cours de cette th?se. Le dispositif est une version simplifi?e ? l'?chelle 1 du syst?me r?el. Cette ?tude exp?rimentale a permis d'identifier les r?gimes d'?coulements diphasiques pr?sents dans le syst?me et d'analyser l'impact de trois param?tres : le d?bit de liquide inject?, le sous-refroidissement de ce liquide ? l'entr?e du tube et la pression en sortie de tube. Par ailleurs, l'?tude propose un mod?le d?terminant les conditions pour laquelle le tube d'essais est compl?tement noy?, ce qui minimise les ph?nom?nes de condensation. Dans un second temps, une simulation num?rique de l'?coulement diphasique est r?alis?e par CFD sur ANSYS Fluent ? l'aide du mod?le " Volume Of Fluid ". La prise en compte de la condensation de la vapeur au contact du liquide sous-refroidi a n?cessit? le d?veloppement, gr?ce aux fonctions utilisateur du logiciel, d'un mod?le sp?cifique s'appuyant sur un mod?le de la litt?rature. Les r?sultats obtenus ont permis de reproduire qualitativement le d?versement du liquide observ? exp?rimentalement en entr?e de tube ainsi que la condensation de la phase vapeur au contact de la phase liquide.

  • Titre traduit

    Experimental and numerical study of condensation phenomena in a partially submerged vertical pipe


  • Résumé

    This thesis focuses on condensation phenomena occurring in a patented system designed by DCNS Company. The system ensures pressure regulation of nuclear boiler rooms embarked in naval vessels. Within the system occurs a downward liquid/vapor flow with phase change in a partially submerged vertical pipe. Subcooled liquid flows into the pipe and induce a suction of saturated vapor which condense in contact with liquid phase. This study aim to understand the physical phenomena occurring in the system and to simulate these phenomena. First, the condensation phenomena are studied with a test loop which conception, dimensioning, realization and exploitation were realized during this study. The experimental study identified the flow regimes occurring in the system and analyzed the impact of three parameters: the liquid flow rate, the liquid subcooling and the pressure at the system outlet. This study also proposed a simple model which determine the necessary conditions to completely drown the pipe, which minimize condensation phenomena. Thereafter, the numerical simulation of the two-phase flow was realized by CFD on ANSYS Fluent with the "Volume of Fluid" model. The condensation simulation was achieved by applying a condensation model used in literature. This model was added to the numerical code with User-Defined Functions (UDF). The simulation reproduced the weir regime flow at the pipe entrance and the vapor condensation inside the pipe.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (207 p.)

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2016 TOU3 0080
  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque électronique.
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