Caractérisation d'écoulements gaz-liquide avec et sans changement de phase par détection optique et traçage en vue du diagnostic d'échangeurs de chaleur

Characterization of gas-liquid flow with and without phase change by using optical detector and tracer with a view to diagnostic heat exchangers

• Auteur / Autrice : Jean Oriol
• Direction : Christian Jallut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Capteurs optiques

Évaporation

Écoulement diphasique

Résumé

L'objectif de cette étude est d'établir une méthode de diagnostic par traçage des écoulements diphasiques, dans le prolongement des travaux d'Albaric (2002). Ceux-ci sont générés dans un tube cylindrique afin de limiter la problématique liée aux structures d'écoulements. Pour ce faire, nous avons mis au point un système de détection optique du traceur au niveau de la phase liquide. Ce capteur est sensible aux interfaces gaz-liquide ainsi qu'au traceur injecté. Cela nous a permis la caractérisation des écoulements diphasiques et le calcul du taux de vide par analyse de l'information associée aux interfaces. Le suivi du traçage de la phase liquide et le radio-traçage (81mKr) de la phase gazeuse ont également permis le calcul du taux de vide et des vitesses réelles des phases. De plus, nous avons mis en évidence la variation de la dispersion axiale en fonction des structures d'écoulements, pour un tube placé horizontalement ou verticalement. Les essais avec évaporation ont permis la validation de la méthode concernant le traçage de la phase liquide

This works presents a diagnostic method based on tracing technique for two-phase flow analysis in the continuation of Albaric's study (2002). Flows are produced in a cylindrical tube for limiting the problematic to the two-phase flows structures. Test section can be placed horizontally or vertically. In this, we designed an original optical sensor for liquid coloured tracer detection. This one is also sensitive to gas-liquid interfaces. This last point permitted to define flow structure and to estimate void fraction by signal analysis. Liquid phase tracing and gas tracing by using 81mKr as radiotracer, also allow calculating void fraction as well as real velocities of phases. In addition, we showed that axial dispersion varies according to flow structures. Tests with evaporation validate our liquid phase tracing method