Etude de la distribution d’un écoulement diphasique et de la condensation d’un fluide réfrigérant dans une conduite à section rectangulaire

Summary :
Ce mémoire se compose de deux parties divisées en plusieurs chapitres :

- La PARTIE I est consacrée aux essais globaux effectués en condensation d'un fluide frigorigène R-22. Avant tout, une présentation des différentes plaques permet au lecteur de se familiariser et de bien situer le contexte de l'étude. Une synthèse bibliographique sur la condensation d'une vapeur pure donne quelques résultats classiques rencontrés dans les publications. La description de la boucle d'essais permet d'aborder la phase expérimentale et d'engager l'analyse des résultats globaux en termes de pertes de pression et de coefficients d'échange. La notion de performance thermique est alors introduite avec la comparaison des plaques entre elles. Nous justifions au travers de nos commentaires la nécessité de visualiser l'écoulement pour valider nos interprétations. Ceci allant dans le sens de notre réflexion initiale sur l'impact géométrique, nous pouvons dès lors passer à l'analyse locale.

- La PARTIE II est consacrée à des mesures locales du taux de présence de la vapeur dans un arrangement d'obstacles. Notre démarche est guidée par une analyse bibliographique portant sur des faisceaux de tubes à défaut d'avoir trouvé des données pour des sections rectangulaires. Une technique d'atténuation massique d'un faisceau Gamma, associée à un traitement statistique du fait du caractère aléatoire des écoulements présentés, permettent de remonter à la donnée "taux de vide". L'utilisation de cette métodologie particulière oblige la conception d'un nouveau prototype d'essais en graphite. Ce dernier répond à des critères géométriques très stricts pour permettre à la fois l'identification avec les sections précédentes et l'utilisation de la métodologie retenue. Nous nevenons sur les principes fondamentaux de la méthode de mesure et la mise en place du procédé d'acquisition. La première utilisation de la métodologie s'effectue classiquement sur un écoulement "adiabattque" afin
de repérer les arrangements les plus propices à une bonne répartition des phases liquides et vapeur. Pour recentrer notre démarche sur l'étude globale, nous adaptons notre analyse locale à un écoulement se condensant. Une approche par des enregistrements des taux de vide et des coefficients d'échange convectifs locaux, obtenus à partir d'un module de conduction à trois directions travaillant avec l'enregistrement des températures de paroi, quantifie les performances thermiques de chacune des structures considérées.