Étude expérimentale de l’ébullition d’hydrocarbures sur un faisceau de tubes horizontaux : Influence de la nature du fluide et de l’état de surface

Résumé :
L'objectif de ce travail est de contribuer à l'amélioration du dimensionnement thermique des bouilleurs à tubes horizontaux, équipés de tubes lisses ou améliorés. Ce travail s'appuie sur une installation expérimentale représentative des conditions de fonctionnement industrielles et trois hydrocarbures (n-pentane, propane et iso-butane) en ébullition, circulant avec des faibles débits massiques et à des pressions différentes, ont été testés sur des tubes lisses. Une campagne expérimentale avec des tubes améliorés a été réalisée en iso-butane.

La mise en place d'une métrologie locale (sonde de taux de vide et mesures de température) a permis de développer des corrélations de prédiction du taux de vide, de la perte de pression par frottement et du coefficient d'échange de chaleur. Une carte des régimes d'écoulements a été développée à partir de l'analyse des signaux de taux de vide obtenus en tubes lisses, et a permis une meilleure compréhension des mécanismes de transfert de chaleur. Une analyse des paramètres prépondérants dans le transfert de chaleur a été réalisée, et dans le cas des tubes améliorés, une amélioration du coefficient d'échange thermique d'un facteur 3 a été mesurée par rapport aux tubes lisses.