UNE ETUDE EXPERIMENTALE SUR LA DYNAMIQUE DES ECOULEMENTS MONOPHASIQUE ET DIPHASIQUE DANS UN TUBE HELICOIDAL A ETE REALISEE DANS LE BUT D'APPROFONDIR NOS CONNAISSANCES SUR LES MECANISMES DE SEPARATION DES PHASES D'UNE PART, ET D'AUTRE PART DE MODELISER CE TYPE D'ECOULEMENT COMPLEXE. CETTE ETUDE EST D'UN INTERET CERTAIN EN PRATIQUE NOTAMMENT DANS LA CONCEPTION DES GENERATEURS DE VAPEUR EN HELICE. NOTRE CONTRIBUTION PORTE SUR LES POINTS SUIVANTS: L'ETAT DE L'ART SUR LES ECOULEMENTS MONOPHASIQUE ET DIPHASIQUE DANS LES TUBES ENROULES EN HELICES; LA CONCEPTION D'UN MONTAGE EXPERIMENTAL PERMETTANT D'EFFECTUER DES ESSAIS EAU-SF#6 MELANGE ET PRESSURISE A 13.5 BAR (LE RAPPORT DES MASSES VOLUMIQUES DES DEUX PHASES ETANT VOISIN DE 10), ET LA REALISATION D'UNE STATION DE MESURE PERMETTANT LA DETERMINATION DES DISTRIBUTIONS CIRCONFERENTIELLES DE LA PRESSION, DU FROTTEMENT PARIETAL, DE L'EPAISSEUR DE FILM ET DU TAUX DE VIDE DANS LA SECTION; LA CONSTITUTION D'UNE BANQUE DE DONNEES EN ECOULEMENT MONOPHASIQUE LIQUIDE ET DIPHASIQUE EAU-SF#6. CES DONNEES CONCERNENT DES GRANDEURS DYNAMIQUES SUR LE PLAN MOYENNE, STATISTIQUE ET FREQUENTIELLE. L'ANALYSE DE CES DONNEES EST EFFECTUEE GRACE AUX APPROCHES DEVELOPPEES DANS LA LITTERATURE; ENFIN UN MODELE GLOBAL A PHASES SEPAREES POUR L'ECOULEMENT STRATIFIE EST PROPOSE, CE MODELE PERMET DE DETERMINER LA REPARTITION DES PHASES DANS LA SECTION, LA CHUTE DE PRESSION, ET LE TAUX DE VIDE. LA COMPARAISON AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST TRES SATISFAISANTE

ETUDE DU COMPORTEMENT DU MELANGE DIPHASIQUE EN ECOULEMENT ASCENDANT ET DESCENDANT. DETERMINATION DE LA PERTE DE CHARGE PAR FROTTEMENT AVEC ET SANS AIR, DU TAUX DE GAZ GLOBAL, DES DIFFERENTS REGIMES D'ECOULEMENT DE LA DISPERSION GAZ LIQUIDE, DU COEFFICIENT DE TRANSFERT DE MATIERE ET DE L'APPORT SPECIFIQUE NOMINAL

CE TRAVAIL DE THESE EST CONSACRE A L'ETUDE D'ECOULEMENTS EN CONDUITE AVEC TRANSFERT DE MASSE ET DE CHALEUR. ON CONSTRUIT D'ABORD UN MODELE MONOPHASIQUE QUI TIENT COMPTE DE LA GEOMETRIE DE L'INSTALLATION INDUSTRIELLE (TUBES VERTICAUX DESCENDANTS ET ASCENDANTS). L'APPORT DE CHALEUR EST UNE DONNEE EXPERIMENTALE. LES VARIABLES PHYSIQUES SONT CALCULEES NUMERIQUEMENT LE LONG DE L'ECOULEMENT, ET REPRESENTEES GRAPHIQUEMENT. AINSI A PARTIR DES CONDITIONS A L'ENTREE, NOUS POUVONS CONNAITRE L'EVOLUTION DES VARIABLES PHYSIQUES LE LONG DU TUBE. DANS UN SECOND TEMPS, APRES AVOIR DONNE QUELQUES DEFINITIONS CONCERNANT LES ECOULEMENTS DIPHASIQUES ET LE FORMALISME QUI CONDUIT A L'ECRITURE DES EQUATIONS, NOUS PRESENTONS UN MODELE TENANT COMPTE DE LA PHYSIQUE PARTICULIERE DE L'ECOULEMENT CONSIDERE. LA MODELISATION DE CERTAINS TERMES A ETE FAITE: ON A PU AINSI DONNER UNE EXPRESSION DE LA DENSITE DE FORCE INTERFACIALE DANS LE CAS OU IL Y A UN TRANSFERT DE MASSE ET DE CHALEUR. ENSUITE UN MODELE DIPHASIQUE UNIDIRECTIONNEL (D-U) A ETE CONSTRUIT. L'ETUDE NUMERIQUE DE CE MODELE EN SITUATION STATIONNAIRE EST FAITE DANS LES DEUX CAS SUIVANTS: SANS TRANSFERT ET AVEC TRANSFERT DE MASSE DE CHALEUR. NOUS AVONS SIMULE PLUSIEURS ECOULEMENTS EN FONCTION DES PARAMETRES QUE SONT LA CONCENTRATION INITIALE DES BULLES, LE DIAMETRE DES BULLES, LE COEFFICIENT DE FROTTEMENT A LA PAROI ET LE PARAMETRE INTERVENANT DANS L'EXPRESSION DE LA FORCE DE MASSE AJOUTEE. L'INFLUENCE DE CES PARAMETRES SUR L'EVOLUTION DES VARIABLES PHYSIQUES LE LONG DE LA CONDUITE A ETE ETUDIE. LE MODELE DIPHASIQUE (D-U) A MONTRE SES LIMITES POUR DES BULLES DE PETITE TAILLE. DE PLUS CETTE ETUDE PERMET DE PREDETERMINER LES CONDITIONS DE SORTIE D'UN ECOULEMENT EN FONCTION DES CONDITIONS D'ENTREE

L'objet de ce rapport est l'élaboration d'un module de calcul permettant de rendre compte du comportement thermohydraulique d'un embranchement à trois tuyaux, tant pour le régime nominal que pour des transitoires. Ce travail comprend : 1) l'établissement des équations modélisant les écoulements monophasiques et diphasiques d'un embranchement général ; 2) la résolution numérique par un algorithme de calcul adapté à la complexité du système d'équations non linéaires ; 3) en dernier lieu, la qualification du module sur un certain nombre d'essais dont l'interprétation des expériences EPIS.