Contribution à l'étude des débits critiques multiphases et à la modélisation des éjecteurs

Abstract

Le présent travail avait pour objectif de produire les éléments nécessaires à la modélisation d'éjecteurs multiphases utilisés comme compresseurs de vapeur. Trois points principaux ont fait l'objet d'une attention particulière. Ce sont: la prédiction du blocage de l'écoulement multiphase, la détermination de l'évolution d'un écoulement critique particulaire, l'évaluation de l'évolution du sillage de l'écoulement primaire. Une approche originale est proposée pour l'étude du phénomène de blocage d'un écoulement multiphase. Cette approche a conduit à la définition de deux groupes de conditions critiques satisfaisants la condition générale de blocage exprimée par le critère des déterminants. La comparaison des flux massiques critiques théoriques et expérimentaux montre que la condition d'impulsion basée sur la phase gazeuse de l'écoulement contrôle le blocage de l'écoulement multiphase en quasi-équilibre thermique. L'accord théorie-expérience obtenu est très satisfaisant. La détermination de l'évolution d'un écoulement particulaire est basée sur le développement ayant conduit aux conditions critiques. L'analyse de l'évolution sur-critique indique que celle-ci dépend des conditions avals s'il y a plus d'une phase présente. L'écoulement sur-critique a été résolu sur la base d'un couplage énergétique interphasique fort et les prédictions obtenues sont en accord avec les mesures expérimentales concernant des écoulements en tuyère montrant des détentes importantes. L'existence d'une zone critique post-col de longueur finie est suggérée par les résultats numériques obtenus et les données expérimentales disponibles. Un modèle unidimensionnel du sillage d'un écoulement multiphase a été développé et permet en conjonction avec les éléments précédents de modéliser un éjecteur-compresseur. Les résultats préliminaires obtenus dans le cas d'éjecteurs monophasiques s'accordent avec les mesures expérimentales. Des travaux supplémentaires sont requis mais il semble que le modèle capture les principales caractéristiques des écoulements dans un éjecteur.