Contribution à l'étude de la condensation

Contribution to the study of condensation

• Auteur / Autrice : Prabodh Panday
• Direction : Jean Crabol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : génie technique
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 10

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Turbulence

Différences finies

Calculs numériques

Résumé

L'étude de la condensation en film laminaire d'une vapeur saturée fait l'objet du présent travail. Le rappel bibliographique montre que les équations empiriques et les hypothèses sur la contrainte tangentielle à l'interface liquide/vapeur couramment admises ne donnent pas des résultats en accord avec les expériences. Une nouvelle méthode de calcul numérique permettant de tenir compte des termes d’inertie, de convection d’enthalpie, de gradient de pression et de pesanteur, a été présentée. Les équations du film de condensat sont résolues à l’aide d’un schéma numérique explicite de différences finies. La condensation sur la surface extérieure de tubes horizontaux de section elliptique placés dans un écoulement de vapeur (d’eau, de fréon 113 ou de fréon 11) à une vitesse non nulle a été étudiée. Les résultats des présents calculs sont conformes aux expériences. Les équations couplées de la couche limite pour la phase liquide et pour la phase vapeur dans un écoulement de vapeur turbulente se condensant d’une part entre plaques planes verticales et d’autre part à l’intérieur de tubes verticaux ont été résolus. Il a été démontré que la structure de l’écoulement est différente de celle d’un écoulement monophasique et que l’hypothèse de Shekriladze et Gomelauri n’est pas applicable pour un écoulement turbulent de vapeur. Les résultats expérimentaux concernant la condensation à l’intérieur d’un tube lors d’un écoulement pulsé de vapeur d’eau ainsi que ceux de la condensation sur la surface extérieure d’un tube vertical muni d’ailettes de forme sinoïdale sont présentés en annexes.

Laminar film condensation of satured vapour is treated. The bibliography shows that the equations based on simplified analysis and hypothesis regarding tangentiel stress at the liquid vapour interface obtained from the study of single phase flow do not give results consistent with experiments. A new method of numerical analysis for combined body force and forced convention condensation taking into account inertia and convection term is presented. The equations of flow of the condensate film on an horizontal elliptical cylinder placed in a downward flow of vapeur (steam, freon 113, freon 11) are solved using a finite difference explicite scheme. The coupled boundary layer equations for the liquid and vapour phases for the condensation of turbulent vapour flowing between parallel plates and in the inside of a vertical tube are also solved. It is show that the flow is different from a single phase flow and that the Shekriladze Gomelauri hypothesis is not valide for turbulent flow of vapour. The experimental results for the pulsating flow steam condensing inside a vertical tube and the condensation of stagnant vapour on the outside surface of a vertical tube with fins of sinusoidal cross section and presented in annexe.