Écoulements diphasiques à bulles et à poches en micropesanteur

Two phase bubbly flows and slug flows at microgravity conditiond

• Auteur / Autrice : Catherine Colin
• Direction : Jean Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaz -- Écoulement

Apesanteur

Écoulement diphasique

Résumé

Dans les ecoulements diphasiques a bulles ou a poches, la gravite est une force qui joue un role dominant, soit comme force motrice, soit pour determiner la structure des interfaces. Afin de clarifier son influence, une etude experimentale comparative des ecoulements gaz-liquides, en condition de laboratoire et en condition de micropesanteur a ete realisee dans un tube de 4 cm de diametre et de 4 m de longueur. Les conditions de micropesanteur ont ete obtenues en avion au cours de vols paraboliques. Les resultats comparatifs avec les ecoulements verticaux ascendants ont montre de spectaculaires differences sur la structure des interfaces. Certains de ces resultats confirment l'influence attendue des conditions de micropesanteur, c'est-a-dire le faible glissement consecutif a l'absence de force de volume motrice, et le caractere homogene de l'ecoulement qui permet d'extrapoler les lois de frottement parietal monophasiques, contrairement aux ecoulements verticaux. Certains autres resultats etaient inattendus, il s'agit du role majeur joue par la coalescence en micropesanteur. La restructuration des interfaces et la formation des poches resultent de la croissance monotone de la population de bulles entre l'amont et l'aval, au point que l'existence d'un ecoulement etabli est mise en doute en micropesanteur. Ces resultats sur le role de la coalescence sont mis en evidence par une analyse de populations de bulles et un modele de coalescence est propose. Ce modele base sur l'analyse de la competition entre temps de contact, temps de rebond et temps de drainage des interfaces permet d'expliquer les differences entre les ecoulements verticaux et les ecoulements en micropesanteur