Etude détaillée du transfert de chaleur lors de l'ébullition sous-saturée en utilisant le modèle mécaniste de Yeoh

Conclusion

Pour mener à bien notre étude, il a fallu en premier lieu maitriser le langage de programmation FORTRAN.

Le modèle mécaniste présenté par Yeoh et al (2008, [10]).a été étudié en détail et une étude bibliographique sur les écoulements diphasiques (eau vapeur) à un seul constituant à été menée. Les différents modèles mécanistes et corrélations permettant de modéliser le transfert de chaleur sont présentés dans ce mémoire.

Le modèle de Yeoh possède l'avantage de prendre en compte la notion de glissement des bulles comme le modèle de Basu que nous avons d'ailleurs pu montrer lors de notre étude que son impact est non négligeable. En plus, il se base sur une modélisation plus simple comme celle de Kurul et Podowski qui permet de calculer la répartition de tous les flux de chaleur en une seule étape ; de plus, il s'appuie sur la résolution d'un bilan des forces qui nous permet d''evaluer les diamètres de détachement et de décollage en s'appuyant sur des considérations physiques. Par conséquent, cette approche est plus adaptable à la configuration des écoulements étudiés et possède donc un caractère plus «universel» que les corrélations empiriques de la littérature telles que celles utilisées par le modèle de Basu et al.. De plus, elle permet d'accéder à d'autres paramètres tels que le temps de croissance, le temps de décollage des bulles et la longueur de glissement des bulles.

Comme les autres modèles, le modèle de Yeoh est loin d'être «complets» physiquement, en revanche, il existe des phénomènes intervenants lors de la formation des bulles de vapeur qui ne sont pas pris en compte comme:

- La coalescence des bulles de vapeur sur la paroi.

- L'effet de la condensation au sommet de la bulle de faite que le liquide autour d'elle est sous-saturée.

En perspective, le programme de calcul basé sur le modèle de Yeoh réalisé ne dépend pas du canal, il est applicable à d'autres configuration géométriques (circulaire, rectangulaire, ...) que celle étudié dans ce mémoire (section annulaire). En plus, il est applicable à d'autre fluides à condition d'implémenter les tables de propriétés thermodynamique appropriées dans le programme.

Références:

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[15] - J.F.Sacadura, Initiation aux transferts thermiques, 6e tirage (2000).

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[24] - Saha, P. & Zuber. Point of net vapour generation and vapour void fraction in subcooled boiling (1974).

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[27] - W. M. Rohsenow, Heat transfer with evaporation, in : Heat transfer-A Symposium held at the university of Michigan (1965).

Annexe

Propriétés thermo-physiques de l'eau et de sa vapeur à l'état de saturation : Pour une pression de 0.1 Mp

Pf_sat = 372.8 (°K) ~ = 0.05899 (N/M)

rr = 0.10431E-02 (M3/KG) ~~ = 1.694023 (M3/KG)

lPf = 4.216 (KJ/KG MI P =I 2.0IM (KJ/KGMI

g

hf = 4IM.4I4 MIJ/KG =I 26I74.9I5IEEKJ/KG

g

K F = 0.678 (W/M K) ~~ = 0.0248 (W/M K)

pf = 0.2829E-03 (N S/M) ft_g = 0.12E-04 (N S/M)

CI

Pour une pression de 0.15 Mpa

CI

TSAT = 384.5 (°K) ~ = (N/M)

rr = 0.10527E-02 (M3/KG) ~~ = 1.159357 (M3/KG

IlL'Pf = 4.232 (KJ/KG MI P =I 2.128I (KJ/KGMI

g

hf = 467.08 (KJ/KG) h~ = 2693.11 (KJ/KG)

K F = 0.682 (W/M K) ~~= 0.0260 (W/M K)

of = 0.2514E-03 (N S/M) #_g = 0.13E-04 (N S/M)

Pour une pression de 0.2 Mpa

Pf_sat = 393.4 (°K) ~ = 0.05493 (N/M)

rr = 0.10605E-02 (M3/KG) Y_g = 0.885735 (M3/KG

lPf = 4.247 (KJ/KG K) r g = 2.175 (KJ/KG K)

hf = 504.68 (KJ/KG) h_g = 2706.24 (KJ/KG)

Yr = 0.684 (W/M K) ~~ = 0.0270 (W/M K)

k = 0.2316E-03 (N S/M) N = 0.13E-04 (N S/M)