Congrès français de Thermique, SFT 2001, Nantes, 29-31 mai 2001 Instabilité thermo-hydraulique d’un écoulement liquide-vapeur dans un mini-canal vertical. David BRUTIN, Frédéric TOPIN, Lounès TADRIST Laboratoire de l'Institut Universitaire des Systèmes Thermiques Industriels (I.U.S.T.I.) U.M.R. 6595 Université de Provence - Technopôle de Château-Gombert 5, Rue Enrico Fermi 13453 Marseille Cedex 13 – France Tel : +33 (0) 4 91 10 68 94, Fax : +33 (0) 4 91 10 69 69, Email : dbrutin@iusti.univ-mrs.fr Résumé - Cette étude expérimentale concerne l’analyse du comportement d’un écoulement avec changement de phase liquide-vapeur dans un canal de petite section hydraulique. La cellule d’essai utilisée est un canal rectangulaire traversé par un écoulement vertical ascendant. L’écoulement diphasique est visualisé et analysé à partir des mesures de pression et de températures. Nous mettons en évidence plusieurs comportements thermo-hydrauliques du fluide suivant les conditions opératoires. Une étude spécifique a été conduite pour caractériser le régime oscillatoire. Nomenclature T Température, °C D H Diamètre hydraulique, m L Longueur, m l Largeur, m h Coefficient d’échange, W.m -2 .K -1 e Epaisseur, m g Gravité, m.s -2 p Pression, Pa Re Reynolds Symboles grecs ρ Masse volumique, Kg.m -3 χ Titre λ Coefficient de perte de charge µ Viscosité dynamique, Pa.s Indices F Fluide v Vapeur 1. Introduction Lors d’un écoulement diphasique en convection forcée dans une conduite de faible diamètre hydraulique, il peut apparaître une instabilité venant perturber les transferts de chaleur et de masse. Les conditions thermo-hydrauliques déclenchant de telles instabilités sont ici mises en évidence et étudiées. Le but de ce travail est à la fois d’obtenir des données de référence, telles que le coefficient d’échange global et la perte de charge de l’écoulement diphasique, dans un canal de diamètre hydraulique millimétrique. L’objectif ultérieur est d’acquérir une connaissance des phénomènes élémentaires qui gouvernent les transferts de chaleur et de masse pendant le changement de phase à cette échelle. En effet, l’apparition de l’instabilité au sein d’un écoulement diphasique réduit brusquement les transferts de chaleur du fait de la création d’un film vapeur entre le liquide et la paroi. Nous présentons ici nos résultats traitant des mécanismes de l’instabilité observée dans un mini-canal rectangulaire qui sont similaires à ceux observés à la fois dans des milieux poreux [1], mais également dans des canaux étroits de plus grande longueur [2].