Transfert de chaleur et de masse en écoulement bouillant

点击翻译按钮获取中文摘要

L'ébullition, et surtout l'ébullition en convection forcée est l'un des procédés les plus importants du transfert thermique. Elle est utilisée dans de nombreuses applications industrielles : la production d'énergie, thermique ou nucléaire, le raffinage de pétrole et les systèmes de refroidissement des appareils électroniques. Il y a pourtant une limitation physique stricte qui complique l'utilisation de l'ébullition dans le cas des systèmes énergétiques à haute puissance : le flux de chaleur critique (FCC). Ce terme indique, d'une façon générale, la situation dans laquelle la surface chauffée s'assèche et le transfert de chaleur se détériore soudainement. Dans les systèmes thermiques avec flux de chaleur contrôlé, cette détérioration entraîne une augmentation majeure de la température de l'élément chauffant et peut amener à sa destruction. Ainsi, le FCC représente un facteur capital dont la prédiction précise est essentielle afin d'assurer le fonctionnement sécuritaire et efficace des installations énergétiques et, en particulier les centrales nucléaires.Compte tenu de la multitude et de la complexité des processus physiques qui gouvernent le FCC, sa prédiction est actuellement effectuée en utilisant principalement des méthodes et des corrélations purement empiriques. On peut constater certains progrès réalisés pour des systèmes à géométrie simple, par exemple les tubes ronds chauffés uniformément. Cependant, l'application de ces corrélations à des systèmes réels par une extrapolation abstraite et/ou en utilisant certaines relations de correction, est précaire à moins que ces corrélations ne soient basées sur la description des mécanismes physiques qui ont lieu dans l'écoulement diphasique. Le travail proposé est axé sur l'étude à long terme des mécanismes du transfert de chaleur et de masse pour faire avancer nos connaissances fondamentales en thermohydraulique diphasique et, particulièrement, en matière de prédiction du FCC. Les résultats de ces recherches théoriques et expérimentales permettront ainsi d'augmenter la sûreté et l'efficacité du fonctionnement des systèmes énergétiques industriels et de contribuer grandement au développement durable.