Amélioration du flux de chaleur critique dans un tube vertical chauffé uniformément par insertion d'un déflecteur

Des tests de flux de chaleur critique (FCC) ont été réalisés sur un tube vertical chauffé uniformément à des pressions de 10 et 30 bar, des sous-refroidissement de 2, 15 et 30 C et pour des flux massiques de 1000, 1250, 1500 et 2000 kg.m-2.s-1. Deux de déflecteurs différents - un de forme conique et un a turbine - ont été introduits à tour de rôle et à diverses positions à l'intérieur du tube dans le but d'augmenter les valeurs de flux de chaleur critique. Le but recherché était d'essayer de rediriger une partie des gouttelettes en suspension dans la vapeur vers le film de liquide et de retarder ainsi l'assèchement de la paroi chauffée. Les résultats se sont révéelés satisfaisants pour le reflecteur à turbine avec lequel une augmentation du flux de chaleur critique a été remarquée pour la totalité des situations étudiées. Cette augmentation va de 10 a 40% en fonction de l'emplacement du de déflecteur par rapport à la zone chauffée et des paramètres thermohydrauliques. Dans certains cas, le flux de chaleur critique ne se produit pas à la fin de la zone chauee comme habituellement mais en amont du deflecteur, démontrant par la même que le depôt des gouttelettes sur le film de liquide est efficace. Néanmoins, les résultats concernant le deflecteur de forme conique ont été décevants : la plupart des points présentent une diminution des valeurs de flux de chaleur critique. Par rapport à la série de référence, les écarts relatifs vont de -20% a +10% environ. Cela est probablement dû à la taille inadaptée du déflecteur conique, trop gros par rapport aux dimensions du tube. En effet, l'accélération de la vapeur au niveau du déflecteur est trop rapide, produisant une altération du film de liquide pouvant entraîner un arrachement supplémentaire de gouttelettes ou une altération du film accélérant l'assèchement de celui-ci. De plus, de façon inattendue, lors de la série d'expériences de référence sans deflecteur, on a remarqué que, pour une même longueur chauffée, la présence d'une zone adiabatique en aval de la partie du tube chauffée pouvait avoir une influence positive non négligeable sur les valeurs du flux de chaleur critique. Plusieurs hypothèses ont été émises concernant les mécanismes physiques en jeu. La plus plausible est que dans cette zone adiabatique, peu avant le FCC, une partie des gouttelettes en suspension dans le coeur de vapeur percute le film. Le film en aval de la zone chauffée est donc plus épais et peut avoir une influence sur le film de la zone chauffée. Cependant, aucune preuve directe n'a pu être apportée et des experimentations complémentaires sont nécessaires pour valider ou infirmer cette hypothèse.