Enrichissement à la surface du dépôt

Styrikovich [14] a étudié la formation de dépôt poreux à haute pression par précipitation de sels (CaSO₄) à la paroi. Sur la figure 2.23, les points blancs correspondent aux concentra-tions injectées où il n’y pas précipitation alors que les points noirs, aux concentraconcentra-tions où il a été observé un précipité. Ces différents points ont été obtenus de la manière suivante : – en fixant le titre thermodynamique et en faisant varier la concentration,

– en fixant la concentration et en fixant le titre thermodynamique.

frontière n’est pas franche, les deux familles de points peuvent coexister. Les résultats de la courbe de la figure 2.23 sont obtenus dans le conditions du tableau 2.13.

Figure 2.23 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi [14]. Concentration en sel nécessaire à la précipitation en fonction du titre thermodynamique.

Donnée Valeur

Densité de flux thermique (kW.m⁻²) 582

Pression (bar) 137

Débit spécifique (kg.m⁻².s⁻¹) 3500

Tableau 2.13 : Conditions expérimentales pour les résultats présentés sur la figure 2.23 [14].

Impact de la vitesse du fluide

Les courbes de la figure 2.24 présentent l’évolution des courbes de surconcentration en fonction de la vitesse du fluide (la courbe est paramétrée en débit spécifique).

Figure 2.24 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la vitesse [14]. Avec les débits spécifiques suivants : 1. 3500 kg.m⁻².s⁻¹, 2. 2000 kg.m⁻².s⁻¹, 3. 1000 kg.m⁻².s⁻¹.

La limite verticale correspond au début de l’ébullition (ONB3). On peut remarquer que plus la vitesse du fluide est importante, plus la surconcentration est faible. En effet, plus la vitesse du fluide est grande, plus le refroidissement de la paroi est élevé diminuant ainsi l’importance de l’ébullition.

Les courbes de la figure 2.25 montrent l’impact de la vitesse du fluide (débit spécifique) et du facteur nombre de circulation ^GC−P

˙

mv sur le facteur d’enrichissement.

Figure 2.25 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la vitesse et du nombre de circulation [14].

Les études suivantes montrent l’impact de la densité de flux thermique et de la vitesse du fluide sur l’enrichissement.

Impact de la densité de flux thermique

La figure 2.26 montre l’impact de la densité de flux thermique sur la surconcentration pour un débit spécifique fixe de 1000 kg.m⁻².s⁻¹ à 137 bar. La figure 2.27 montre l’im-pact de la densité de flux thermique sur la surconcentration pour un débit spécifique de 2000 kg.m⁻².s⁻¹à 137 bar. La figure 2.28 montre l’impact de la densité de flux thermique et du facteur nombre de circulation ^GC−P

˙

mv sur le facteur d’enrichissement.

Figure 2.26 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la densité de flux thermique (1000 kg.m⁻².s⁻¹ et 137 bar) [14]. Avec les densités de flux thermique : 1. 290 kW.m⁻², 2. 580 kW.m⁻², 3. 870 kW.m⁻².

Figure 2.27 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la densité de flux thermique (2000 kg.m⁻².s⁻¹ et 137 bar) [14]. Avec les densités de flux thermiques : 1. 580 kW.m⁻², 2. 1740 kW.m⁻².

Figure 2.28 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la densité de flux thermique et du nombre de circulation [14].

On remarquera que plus la densité de flux thermique est importante plus le facteur d’en-richissement est grand. En effet, plus le flux thermique est important plus le débit de vaporisation augmente à autres paramètres imposés.

Impact de la pression

La figure 2.29 montre l’impact de la pression du fluide sur la surconcentration pour un débit spécifique de 1000 kg.m⁻².s⁻¹ et une densité de flux thermique de 580 kW.m⁻². La figure 2.30 montre l’impact de la pression et du facteur nombre de circulation ^m˙v

GC−P sur le facteur d’enrichissement. On remarquera que plus la pression est importante plus le facteur d’enrichissement est important. En effet, la taille des bulles diminue avec l’augmentation de la pression du fluide entrainant donc un enrichissement plus important.

Figure 2.29 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la pression du fluide [14]. Avec les pressions : 1. 98 bar, 2. 137 bar, 3. 167 bar.

Figure 2.30 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la pression du fluide et du nombre de circulation [14].

2.2.2.1.2 Résultats de March

Dans ce paragraphe nous présentons les résultats expérimentaux obtenus par March [40] sur la boucle CIRENE. Les différents calculs présentés sont issus du modèle de March présenté au paragraphe 2.2.1.2.2.

Impact de la vitesse du fluide

La figure 2.31 montre l’impact de la vitesse de fluide (débit spécifique) sur la surconcentra-tion. Plus le débit du fluide est important plus le facteur d’enrichissement est faible. Les expériences menées par March sur la boucle CIRENE sont en accord avec les résultats de Styrikovich. Un débit de fluide plus grand va entraîner un meilleur refroidissement de la paroi et donc un flux d’évaporation moins important. Par contre le flux de chaleur dissipé par convection sera plus important.

Figure 2.31 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction du débit spécifique [40].

Impact de la densité de flux thermique

Les figures 2.32 et 2.33 montrent l’impact de la densité de flux thermique sur la surcon-centration. On peut remarquer que les résultats expérimentaux de March sont en accord avec ceux de Styrikovich. En effet, plus la densité de flux thermique est importante plus le facteur d’enrichissement est grand. A mêmes conditions, plus le flux thermique est im-portant, plus le flux d’évaporation augmente ce qui conduit à un accroissement du facteur d’enrichissement.

Figure 2.32 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la densité de flux thermique [40].

Figure 2.33 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la densité de flux thermique [40].

Impact de la pression

La 2.34 montre l’impact de la pression du fluide sur la surconcentration. Les résultats obtenus par March présentent les mêmes tendances que ceux de Styrikovich, c’est-à-dire que le facteur d’enrichissement tend à diminuer avec la baisse de pression du fluide.

Figure 2.34 : Résultats expérimentaux sur l’enrichissement à la paroi en fonction de la pression du fluide [40].