Expériences et simulations d'écoulements diphasiques en tube à choc

Experimental and numerical investigations of two phase flow in shock tube

• Auteur / Autrice : Xavier Rogue
• Direction : Richard Saurel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Tubes à choc

Ondes de choc

Résumé

Nous presentons une etude experimentale et numerique de l'interaction d'une onde de choc avec un lit de particules solides initialement au repos. Les experiences sont realisees dans un tube a choc vertical de section carree. Afin de decrire precisement notre ecoulement, nous avons instrumente notre installation : ombroscopie rapide, radiographie x, interferometrie differentielle et capteurs de pression. Plusieurs types de configurations sont etudies. Nous faisons varier l'epaisseur du lit, la nature et la taille des particules ainsi que le gaz porteur. Les films ombroscopiques permettent d'obtenir l'evolution moyenne des particules tandis que la radiographie x donne acces a la repartition de la phase solide dans le nuage. L'interferometrie differentielle et les capteurs de pression enregistrent l'action des particules sur la phase gazeuse. Nos mesures montrent alors un deplacement rapide des particules lorsqu'elles forment un ensemble compact. Nous mettons egalement en evidence une dilution de la phase solide. Celle-ci est fonction des contacts entre particules (lits peu epais) ou bien de la non uniformite des grandeurs de la phase gazeuse dans le nuage (lits epais). Deux codes numeriques sont employes afin d'aider a la comprehension de nos ecoulements. Les deux modeles permettent de retrouver les principaux phenomenes decrits par l'experience. Ils mettent en outre en evidence la preponderance de la force de trainee et des forces de pression sur la dynamique moyenne de l'ecoulement. Nous montrons egalement le deplacement d'une onde de compaction au sein de la phase solide qui est conforme a celle mesuree experimentalement.