ÉBULLITION SUR SITE ISOLÉ : ÉTUDE EXPÉRIMENTALE DE LA DYNAMIQUE DE CROISSANCE D'UNE BULLE ET DES TRANSFERTS ASSOCIÉS

Autor: Barthes, Magali
Přispěvatelé: Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (IUSTI), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Provence - Aix-Marseille I, Lounès TADRIST(lounes.tadrist@polytech.univ-mrs.fr)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2005
Předmět:
Zdroj: Physique [physics]. Université de Provence-Aix-Marseille I, 2005. Français
Physique [physics]. Université de Provence-Aix-Marseille I, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩
Popis: Boiling phenomenon, from an energetic point of view, presents a real stake in many fields. This thesis presents an experimental study of a single vapour bubble created under a downward facing heating element which allows us to control its growth up to significant sizes. Two techniques, an optical (image processing) and a thermal (heat fluxmeter, thermocouples), are used simultaneously. The first part of this thesis deals with heat and mass transfers in a degassed liquid (FC-72). The influence of several significant parameters (heating power, liquid subcooling and inclination) on the boiling phenomenon is studied by systematic experimentation. The bubble growth in our experimental configuration is analyzed and leads to a growth law in tn, where the exponent “n” is only function of the thermal parameters. The evaporative heat flux is quantized and contributes only slightly to the improvement of the heat transfers in ebullition. There is an obvious correlation between the heat transfers and the frequency of emission of the vapour bubbles. The increase in the latter improves the transfers. The second part of the thesis deals with liquid flows around the vapour bubble which are due to thermocapillary convection (Marangoni). They only occurred with a non degassed liquid, and are a result of the presence of incondensable gas dissolved in the FC-72. The various flow rates (stationary and oscillatory) are emphasized and the limiting curve of transition between these two rates is defined. These different results have enabled us to validate the use of the heat fluxmeter, which is an original measuring device.; Le phénomène d'ébullition, d'un point de vue énergétique, présente un réel enjeu dans de nombreux domaines. Ce mémoire, à caractère expérimental, traite du cas d'une bulle de vapeur unique générée sous un élément chauffant, ce qui permet de maîtriser la croissance jusqu'à des tailles importantes. Deux techniques, optique (traitement d'image) et thermique (fluxmètre, thermocouples), sont mises en œuvre simultanément. La première partie du mémoire traite des transferts de chaleur et de masse dans le cas d'un liquide (FC-72) dégazé. L'influence de différents paramètres significatifs (puissance de chauffe, niveau de sous refroidissement, inclinaison) sur le phénomène d'ébullition est étudiée grâce à une expérimentation systématique. La dynamique de la bulle, dans la configuration retenue, est analysée et conduit à une loi de croissance en tn, où l'exposant « n » est uniquement fonction des paramètres thermiques. Le flux lié au changement de phase est quantifié et ne contribue que faiblement à l'amélioration des échanges de chaleur en ébullition. Il existe une corrélation évidente entre les transferts de chaleur et la fréquence d'émission des bulles de vapeur. L'augmentation de cette dernière améliore les transferts. La seconde partie du mémoire traite des écoulements de liquide autour de la bulle de vapeur. Ceux-ci, d'origine thermocapillaire (convection Marangoni), n'apparaissent que dans le cas d'un fluide non dégazé et résultent de la présence de gaz incondensables dissous dans le FC-72. Les différents régimes d'écoulement (stationnaire et oscillatoire) sont mis en évidence et la courbe limite de transition entre ces deux régimes est définie. Les différents résultats obtenus ont permis de valider l'utilisation du fluxmètre thermique, outil de mesure original.
Databáze: OpenAIRE
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