Les propri´et´es physiques du HFE7000 sont gard´ees constantes pendant les sim- ulations `a ρ = 1400 kg/m3, µ = 4, 48 × 10−4 Pa-s, C
p = 1300 J/kg-K, λ = 0, 075
W/m-K, P rt= 0, 9.
Couche proche paroi : 40 mailles, stretching 1,1, de taille y+ =60 (y+ est
donn´e `a partir du u∗ calcul´e avec les ´equations de Kaneda et coll. [30]).
Au cœur : mailles de 0,2 `a 0,3 mm
Suivant l’axe : extrusion sur 20 cm en 200 mailles Mod`eles physiques :
Three Dimensionnal Steady
Liquid
Coupled Flow → Gradients Coupled Energy
Constant Density
Turbulent → Reynolds-Averaged Navier-Stokes
K-Epsilon Turbulence → Two-Layer All y+ wall Treatment, Realizable K-Epsilon Two-Layer
Conditions aux limites : Inlet : tables de vitesse, ´energie cin´etique turbulente et taux de dissipation impos´ees issues de la sortie des simulations sans chauffage, avec une temp´erature de 300 K, Flow Split Outlet, Adiabatic Wall (faces b, c de la
figure B.1), Wall avec un flux impos´e `a 20 kW/m2 (d), Symmetry Plane (a)
Tailles de maillage : environ de 1, 3 × 106 mailles
Convergence : R´esidus globaux inf´erieurs `a 0,001 pour la dissipation, l’´energie turbulente et la quantit´e de mouvement axiale, et inf´erieurs `a 0,00001 pour les quan- tit´es de mouvement radiales et azimutales et la continuit´e.
B.0.7
Simulations Starccm+ transitoire, avec chauffage par
effet Joule, d’un ´ecoulement de HFE7000 dans une
section semi-annulaire
Les propri´et´es physiques du HFE7000 sont gard´ees constantes pendant les sim- ulations `a ρ = 1400 kg/m3, µ = 4, 48 × 10−4 Pa-s, C
p = 1300 J/kg-K, λ = 0, 075
W/m-K, P rt= 0, 9.
La feuille de m´etal en contact avec la face d est mod´elis´ee, avec deux mailles dans les 50 µm d’´epaisseur. Les propri´et´es du m´etal AISI304 sont gard´ees constantes pendant les simulations `a ρ = 7930 kg/m3, C
p = 500 J/kg-K, λ = 16, 3 W/m-K.
Couche proche paroi : 30 mailles, stretching 1,1, de taille y+ =60 (y+ est
donn´e `a partir du u∗ calcul´e avec les ´equations de Kaneda et coll. [30]).
Au cœur : mailles de 0,2 `a 0,3 mm
Suivant l’axe : extrusion sur 20 cm en 200 mailles Mod`eles physiques pour le liquide :
Three Dimensionnal
Implicit Unsteady (2nd order, dt=0.001s, 10 it´erations par time step) Liquid
Coupled Flow → Gradients Coupled Energy
Constant Density
Turbulent → Reynolds-Averaged Navier-Stokes
Two-Layer
Conditions aux limites : Pour le liquide : Inlet : Tables de vitesse, ´energie cin´etique turbulente et taux de dissipation impos´ees avec une temp´erature constante impos´ee `a 300K, Flow Split Outlet, Wall (b,c,d), Symmetry Plane (a), Contact in- terface (d)
Pour le solide : toutes les parois sont adiabatiques sauf celle en contact avec le liquide (d), pour simuler l’effet Joule une puissance volumique est impos´ee `a 4 × 105 kW/m3
Convergence : R´esidus globaux inf´erieurs `a 0,001 pour la dissipation, l’´energie turbulente et la quantit´e de mouvement axiale, et inf´erieurs `a 0,00001 pour les quan- tit´es de mouvement radiales et azimutales et la continuit´e.
Bibliographie
[1] H. Auracher and W. Marquardt. Experimental studies of boiling mechanisms in all boiling regimes under steady-state and transient conditions. International
Journal of Thermal Sciences, 41(7) :586–598, 2002.
[2] S.G. Bankoff. Entrapment of gas in the spreading of a liquid over a rough surface. AIChE journal, 4(1) :24–26, 1958.
[3] T.M. Ben-Ali, H.M. Soliman, and E.K. Zariffeh. Further results for laminar heat transfer in annular sector and circular sector ducts. Journal of heat transfer, 111(4) :1090–1093, 1989.
[4] P.J. Berenson. Film-boiling heat transfer from a horizontal surface. Journal of
Heat Transfer, 83(3) :351–356, 1961.
[5] A.E. Bergles and W.M. Rohsenow. The determination of forced-convection surface-boiling heat transfer. Journal of Heat Transfer, 86(3) :365–372, 1964. [6] G. Berthoud. Etude du flux critique en chauffage transitoire. CEA, note tech-
nique DEN/DTN/SE2T/2006-01, 2006.
[7] V. Bessiron. Synth`ese des ´etudes sur les ´echanges de chaleur gaine, fluide en transtoire RIA. Rapport technique NT SEMCA-2004/ 06, IRSN, 2004, 2004.
[8] V. Bessiron. Modelling of clad-to-coolant heat transfer for RIA applications.
Journal of Nuclear Science and Technology, 44(2) :211–221, 2007.
[9] V. Bessiron. PATRICIA-RIA SYNTHESIS REPORT. Note technique IRSN SEMAR 02/19, 2015.
[10] V. Bessiron, T. Sugiyama, and T. Fuketa. Clad-to-coolant heat transfer in NSRR experiments. Journal of nuclear science and technology, 44(5) :723–732, 2007. [11] L.A. Bromley, N.R. LeRoy, and J.A. Robbers. Heat transfer in forced convection
film boiling. Industrial & Engineering Chemistry, 45(12) :2639–2646, 1953. [12] Van P. Carey. Liquid-vapor phase-change phenomena. Hemisphere Publishing
[13] H.S. Carslaw and J.C. Jaeger. Conduction of heat in solids. Oxford Science Publication, 1959.
[14] J.C. Chen. Correlation for boiling heat transfer to saturated fluids in convective flow. Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 5(3) :322–329, 1966.
[15] W.J. Chen, Y. Lee, and D.C. Groeneveld. Measurement of boiling curves dur- ing rewetting of a hot circular duct. International Journal of Heat and Mass
Transfer, 22(6) :973–976, 1979.
[16] C. Colin, D. Legendre, H. Yoshikawa, and M. Montout. Hydrodynamics of bubble detachment in nucleate boiling. In Proceedings of ECI International
Conference on Boiling Heat Transfer, Florian´opolis, Brazil, pages 1–13, 2009.
[17] R.S. Dougall and T.E. Lippert. Net vapor generation point in boiling flow of
trichlorotrifluoroethane at high pressures, volume 2241. National Aeronautics
and Space Administration, 1973.
[18] H.K. Forster and N. Zuber. Dynamics of vapor bubbles and boiling heat transfer.
AIChE Journal, 1(4) :531–535, 1955.
[19] V Georgenthum, N Tregoures, and Y Udagawa. Synthesis and interpretation of fuel cladding temperature evolution under reactivity initiated accident in NSRR reactor. In WRFPM.
[20] A. Hasan, R.P. Roy, and S.P. Kalra. Heat transfer measurements in turbu- lent liquid flow through a vertical annular channel. Journal of heat transfer, 112(1) :247–250, 1990.
[21] R.E. Henry. A correlation for the minimum film boiling temperature. In AIChE
Symp., Ser. 70, volume 138, pages 81–90, 1974.
[22] C. Herer and D. Gallori. Thermohydraulique des r´eacteurs `a eau sous pression.
Ed. Techniques Ing´enieur, 2000.
[23] Hiroshi and Kawamura. Experimental and analytical study of transient heat transfer for turbulent flow in a circular tube. International Journal of Heat and
Mass Transfer, 20(5) :443–450, 1977.
[24] A.H. Howard and I. Mudawar. Orientation effects on pool boiling critical heat flux (chf) and modeling of chf for near-vertical surfaces. International Journal
of Heat and Mass Transfer, 42(9) :1665–1688, 1999.
[25] Y-Y. Hsu and J.W. Westwater. Film boiling from vertical tubes. AIChE Journal, 4(1) :58–62, 1958.
[26] Y.Y. Hsu. On the size range of active nucleation cavities on a heating surface.