Étude expérimentale et numérique d’écoulements diphasiques à l’entrée des évaporateurs de cycles thermodynamiques

Résumé :
La mauvaise distribution des écoulements diphasiques liquide-vapeur est la cause majeure de la détérioration des performances thermo-hydrauliques des évaporateurs de cycles thermodynamiques à compression de vapeur. Une première installation expérimentale a été utilisée pour visualiser l'évolution de l'écoulement diphasique depuis la sortie du détendeur et jusqu'à l'entrée de l'évaporateur. Une deuxième installation expérimentale, simulant un échangeur à plaques, a été conçue pour identifier les paramètres fonctionnels et géométriques créateurs d'une meilleure homogénéité des débits de chaque phase dans les différents canaux.

Une compréhension de la relation reliant les paramètres géométriques et fonctionnels avec la topologie d'écoulement dans la boîte de distribution et la distribution diphasique a été établie. Une étude de la simulation d'un écoulement stratifié ou à jet stratifié par le code FLUENT et le code NEPTUNE a été effectuée, en recensant des différentes modélisations disponibles dans les deux codes. Pour le cas d'un écoulement à jet fragmenté, une définition globale de l'aire interfaciale pour un écoulement à phases séparées et à phases dispersées a été mise au point et un modèle de calcul de la masse liquide fragmentée a été développé.