Régimes d'écoulement

Dans l'évaporateur le fluide passe de l'état liquide à l'état vapeur. Ce processus se fait en passant par des régimes d'écoulements spécifiques. Principalement on distingue trois types d'écoulements dans le système comme l'illustre la figure ci-dessous.




  1. Le fluide arrive dans le tube en écoulement de liquide saturé (taux de vapeur x=0 et le taux de vide Rg=0) ;
  2. Avec apport de chaleur, provenant des composants électroniques, le fluide commence à changer d'état, il y a une apparition des bulles, ce qu'on identifie comme régime à bulle. Ce régime est en générale très court et se termine pour le taux de vide autour de 0,3. On le caractérise souvent par le modèle homogène ou par le modèle à flux de dérive (voir plus loin la description) ;
  3. Le régime suivant est appelé le régime de poche-bouchon, il est caractérisé par la formation des poches de gaz à l'intérieur du liquide, au début il ya aussi la présence de quelques bulles entre les poches. Le régime persiste jusqu'au taux de vide de 0,6 - 0,7 avant de passe au suivant. Le régime est décrit la plupart du temps par le modèle à flux de dérive ;
  4. Enfin on arrive au régime annulaire, qui est caractérisé par la concentration du fluide sur les parois et la présence du gaz à l'intérieur du tube. Le modèle mathématique pour décrire ce régime est appelé le modèle annulaire ;
  5. Le dernier stade est le passage du fluide en mode vapeur saturée, mais en pratique on évite ce régime pour éviter l'échauffement très brusque des parois qui peut entrainer la destruction du tube.


On n'en retiendra que deux types de modèles pour cette étude : modèle à flux de dérive pour l'écoulement à bulles et poche-bouchon et le modèles annulaire pour l'écoulement annulaire. La difficulté majeure de la modélisation d'une telle boucle sera dans la détermination des conditions de changements de régime, c'est-à-dire du choix du modèle utilisé. Une partie de l'étude portera sur la détermination des conditions de transition entre les deux modèles.