Thèse soutenue

Analyse des mécanismes contrôlant la croissance et l'ascension d'une bulle isolée en ébullition nucléée

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Auteur / Autrice : Nadine Ginet
Direction : Monique Lallemand
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique des fluides
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CETHIL - Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon (Villeurbanne, Rhône)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Monique Lallemand, Michel Lebouché, Lounès Tadrist, Jean-Marc Delhaye, André Lallemand
Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Lebouché, Lounès Tadrist

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le présent travail concerne l'étude des mécanismes fondamentaux régissant les transferts de chaleur en ébullition nucléée. Une étude expérimentale de l'ébullition du n-pentane sur une paroi horizontale à partir d'un site de nucléation unique a été effectuée. Afin de déterminer les paramètres caractéristiques des bulles, la visualisation par caméra rapide et l'anémométrie à fils chauds ont été utilisées respectivement pour l'étude de la croissance et de l'ascension des bulles. On montre que pendant la croissance, la forme des bulles est proche d'un ellipsoïde de grand axe vertical. En effet, les forces de tension superficielle et de flottabilité sont prépondérantes alors que la force d'inertie du liquide est négligeable. L'effet du flux pariétal, de la pression et de la nature de la paroi sur la croissance des bulles et leur diamètre de détachement a été étudié. En ascension, les bulles sont encore ellipsoïdales mais de petit axe vertical diminuant sous l'effet de la force de traînée. La vitesse d'ascension se stabilise à la vitesse terminale, résultant de l'équilibre des forces exercées sur la bulle, 4 à 5 mm au-dessus de la paroi. Un modèle est développé pour représenter la croissance des bulles, tenant compte des transferts de chaleur au niveau de la microcouche et du dôme, ces derniers dépendant de la fraction de la bulle immergée dans la couche limite thermique.