R├ęsultats des simulations

Résultats des simulations

A la suite de ces conclusions, un second programme Matlab a été élaboré afin de calculer la température des composants et les pertes de charges le long de l'évaporateur. En réalité, il s'agit du programme développé par le groupe de l'an dernier qui a été amélioré et corrigé.

L'évolution de ces paramètres est illustrée dans les figures 31 à 36. Les simulations ont été réalisées en micro-gravité et gravité normale. La première partie du tube est ascendante.

On remarque, en figure 31, que le titre augmente bien le long de l'évaporateur au fur et à mesure des refroidissements des composants, ; il atteint l'unité à la fin du tube. Dans le programme, la condition x=1 a été remplacée par x=0,99 pour éviter les divisions par zéro. Au delà de x=0,99, le titre est considéré constant, l'écoulement est supposé monophasique.

En ce qui concerne le taux de vide, il est lui aussi limité à 0,99 pour des raisons pratiques. La figure 32 décrit son évolution. En gravité normale, dans les tubes descendants, le gaz est ralenti (Ug diminue) donc le taux de vide augmente. Inversement, dans les tubes ascendants, le liquide est accumulé au fond, le gaz s'écoule sans gène, sa vitesse augmente et le taux de vide diminue. Par contre, en micro-gravité la courbe est plus lisse, il n'y a que la présence d'un composant électronique qui fait varier le taux de vide.

L'évolution des vitesses, illustrée en figure 33, le démontre parfaitement : en gravité normale, dans les parties ascendantes la vitesse du gaz augmente, celle du liquide diminue. Puis, lorsque le titre tend vers zéro, le vitesse du liquide s'annule.

L'évolution des pertes de charges (cf. illustration 34) comprend les pertes par frottement pariétal, interfacial, et dans les coudes. Dans le cas monophasique, les pertes de charges dues au gaz sont également prises en considération. Le gradient de pression totale est plus important en gravité normale qu'en micro gravité, cela s'explique par le fait qu'en gravité, le liquide frotte d'avantage la paroi.

Quant à la prédiction de la température des composants (cf. figures 35 et 36), ils n'atteignent pas leur température maximale. L'augmentation à la fin de l'évaporateur est due à la limite x=0,99 imposée, elle entraîne l'utilisation des modèles en écoulement monophasique pour lesquels la paroi du tube s'échauffe considérablement. De plus, à titres élevés, les modèles perdent de leurs performances pour prédire les échanges thermiques.

Finalement, les simulations prédisent un bon fonctionnement de l'évaporateur, le cahier des charges est respecté.

Figure 31: Évolution du titre massique le long de l'évaporateur, en 1-g et μ-g.

 

 

Figure 32: Évolution du taux de vide le long de l'évaporateur, en 1-g et μ-g.

 

 

Figure 33: Évolution des vitesses  le long de l'évaporateur, en 1-g et μ-g.

 

 

Figure 34: Évolution des pressions  le long de l'évaporateur, en 1-g et μ-g.

 

 

Figure 35: Température des composants, en 1-g.

 

 

Figure 36: Température des composants, en μ-g.