Prédiction du flux thermique critique en ébullition sous saturée en utilisant le modèle monodimensionnel a deux zones

Abstract

La crise d'ébullition est une dégradation brutale de l’échange thermique entre une paroi chauffante et un fluide caloporteur, susceptible de causer un accident grave dans plusieurs dispositifs industriels. Le flux thermique critique est donc, une condition importante qui définit la limite supérieure d'exploitation convenable d'équipement thermique utilisant le transfert de chaleur par ébullition dans les systèmes de flux de la chaleur imposé tels que les réacteurs et les générateurs de vapeur. La prédiction précise de son apparition est un sujet de préoccupation primordiale. Bien que un nombre important de corrélations, basés sur des données expérimentales, soit disponible dans la littérature, une approche théorique s’avère plus adéquate. Pour comprendre la nature physique du phénomène de l’échauffement critique, des modèles théoriques, basés sur des mécanismes, ont été proposés et largement débattus dans plusieurs travaux publiés. Cependant, dans la région d’ébullition sous saturée, la crise d’ébullition prend la forme de caléfaction dans le cas des flux thermiques élevés. L’objectif de ce travail est d’élaborer une procédure de calcul permettant de prédire le flux thermique critique pour un écoulement en ébullition sous refroidi dans des tubes chauffé uniformément. De ce faite, le modèle monodimensionnel à deux zones proposé par Weisman et Pei et ses différentes extensions a été utilisé. La confrontation des résultats prédit par ce modèle pour des conditions thermohydrauliques avec des données expérimentales de la littérature montre qu’ils sont en bonne concordance