Étude de la condensation à reflux dans les canaux rectangulaires de faibles dimensions

Résumé :
La condensation à reflux intervient dans de nombreuses industries et permet de séparer le composant le moins volatil des autres composés dans un mélange de vapeur. Dans le but de réduire la consommation énergétique, on utilise ce procédé que l’on couple à une forte compacité du condenseur. Nous avons donc étudié le phénomène de reflux dans des canaux rectangulaires de faible diamètre hydraulique. Ce mode de condensation ainsi que la géométrie présentent des particularités qui rendent délicat le dimensionnement des condenseurs.

L’étude expérimentale du phénomène d’engorgement en eau-air à contre-courant a montré que la répartition des débits dans un condenseur compact est aléatoire. Ainsi, l’engorgement n’est pas généralisé à tous les canaux. Nous avons quantifié ce phénomène par deux corrélations dépendantes du débit d’eau qui simulent bien nos résultats expérimentaux. La confrontation des données expérimentales de la condensation de l’air humide à un modèle fondé sur la théorie du film montre que les choix de nos corrélations pour simuler les transferts de chaleur et de masse sont adaptés. Enfin, le reflux se manifeste en distinguant des zones préférentielles de condensation et des zones asséchées ou dépourvues de condensation.