Thèse soutenue

Amélioration des transferts de chaleur en ébullition naturelle convective par effet de confinement

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Auteur / Autrice : Jocelyn Bonjour
Direction : Monique Lallemand
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Thermique et Energétique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CETHIL - Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon (Villeurbanne, Rhône)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Monique Lallemand, Dominique Gentile, Michel Lebouché, André Lallemand, Alain Le Douaron, Christophe Marvillet
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Gentile, Michel Lebouché

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Ce travail concerne l'amélioration des échanges de chaleur au cours de l'ébullition dans un espace confiné où le fluide est mis en mouvement sous l'effet des forces de gravité (effet thermosiphon). Une étude expérimentale de l'ébullition du RI 13 dans un canal rectangulaire vertical dont les côtés sont ouverts a permis de mettre en évidence que, pour les faibles flux, le confinement peut augmenter les coefficients d'échange thermique jusqu'à 300 % par rapport à l'ébullition libre. Cependant, aux forts flux, il entraîne une dégradation des échanges et une diminution du flux critique. L'influence de la pression a également été étudiée : une augmentation de celle-ci améliore les échanges mais ne permet pas de compenser la réduction du flux critique due au confinement. Une analyse des mécanismes de transfert de chaleur intervenant en ébullition confinée a été réalisée. Grâce à la technique de l'anémométrie à fil chaud pour la détection des phases, trois régimes d'ébullition confinée ont été déterminés à partir de critères objectifs (taux de présence de la vapeur, temps et fréquence de passage des bulles,. . . ). Une carte d'écoulements originale a éte�� proposée afin d'identifier ces différents régimes. Les lois d'échange thermique établies, liées à ces régimes, ainsi que la corrélation proposée pour la prédiction du flux critique donnent des résultats théoriques en bon accord avec nos propres résultats expérimentaux et ceux de la littérature. Enfin, une étude locale et microscopique de l'ébullition confinée sur un site artificiel isolé a permis de confirmer l'importance des principaux mécanismes de transfert de chaleur.