Ecoulement monophasique chauffé

Dans cette partie, on chauffe la paroi en s'assurant qu'il n'y ait pas d'ébullition. On pourra ainsi s'assurer que la couche limite thermique s'établie bien.

On trace le champs de température après avoir atteint le régime stationnaire.On part à 90°C avec une vitesse moyenne de 1,7 m/s et un flux de 30 000 kW. On voit le profil est normal, plus chaud à la paroi.

On trace les profils de températures pour différentes hauteurs. Plus on est haut dans le tube plus le liquide chauffe et plus on est près de la paroi plus le liquide est chaud.

 

Si on trace les profils verticaux, on voit que loin de l'entrée, l'écart de température de paroi et de température infini est constant. Ce dT nous permettra de calculer le nombre de Nusselt.

 

 

Afin d'évaluer si l'écoulement est bien mesuré, on trace le nombre de Nusselt qui évalue le transfert.

On l'a comparé avec deux corrélations utilisé pour les écoulements turbulent en conduite circulaire avec convection forcé.

Corrélation de Dittus-Boelter valable pour Re>10 000 et une surface parfaitement lisse: $$ Nu_D=0,023 Re_D ^{\frac{4}{5}} Pr ^{0,4} $$

La corrélation de Gnielinski qui prend en compte le frottement pour Re>3000:

$$ Nu_D= \frac { \frac {f}{8}(Re_D-1000)Pr}{1+12,7(\frac {f}{8}) ^{0,5 }(Pr ^ { \frac {2}{3}}-1)}$$

avec f le coefficient de friction $$ (f=0.079 ln Re_D -1,64)^{-2}$$

 

Le transfert thermique est correctement calculé bien que légèrement inférieur aux corrélations.