Vaporisation de l’eau à pression sub-atmosphérique : dynamique de croissance et d’éclatement de bulles dans un échangeur à plaques
Patric Mantaropoulos1, Florine Giraud1, ⋆, Brice Tremeac1, Pascal Tobaly1
⋆ : florine.giraud@lecnam.net
1 LaFSET (Laboratoire du Froid, des Systèmes Energétiques et Thermiques)
Mots clés : Eau, bulles, sub-atmosphérique, évaporateur à plaques
Résumé :
Dans le milieu de la réfrigération, la réglementation des fluides de travail est de plus en plus contraignante. En effet, l’impact environnemental de certains de ces fluides (quantifié notamment par l’ODP et le GWP) les conduit à voir leur utilisation réduite voire interdite dans les prochaines années. Des efforts doivent donc être réalisés afin de proposer des alternatives à ces fluides : l’eau, dont l’ODP et le GWP sont nuls, fait partie de ces possibles alternatives. Cependant, son utilisation en climatisation est généralement liée à des conditions sub-atmosphériques dans l’évaporateur. Ces conditions d’ébullition particulières ont très peu été étudiées dans la littérature. D’après de précédentes études réalisées au laboratoire sur un canal d’évaporateur à plaque lisse, les transferts thermiques sont en majeure partie liés à l’évaporation d’un film liquide sur la paroi de l’évaporateur. Ce film est formé par croissance et éclatement des bulles de vapeur de taille centimétrique. Afin de maitriser la production frigorifique, il est nécessaire de maîtriser le film liquide et par conséquent de caractériser la dynamique des bulles de vapeur pendant l’ébullition nucléée et, plus particulièrement, la hauteur de projection après explosion. C’est l’objectif de cette étude. Des vidéos, capturées précédemment par caméra rapide, sont analysées à l’aide d’un programme Python développé spécifiquement afin de calculer les caractéristiques de la bulle. Il est notamment mis en évidence que la hauteur de projection est corrélée à la vitesse de croissance et la taille de la bulle avant éclatement.
doi : https://doi.org/10.25855/SFT2020-106
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