Ecoulements diphasiques lors de la vidange de gaz liquefiés initialement à saturation. Influence de la nature du fluide

• Main Author: Alix, Pascal
• Language: FRE
• Published: Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne 1997
• Subjects: [SPI:GPROC] Engineering Sciences/Chemical and Process Engineering; Ecoulement diphasique liquide/vapeur; écoulement critique à saturation; sécurité industrielle; eau; R11; méthanol; acétate d'éthyle; butane; modèle thermodynamique
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00842653; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/84/26/53/PDF/19971003-Alix-P.OCR.pdf

En cas de perte de confinement (rupture d'un piquage) sur un réservoir de gaz liquéfié sous pression, il y aurait un écoulement diphasique (liquide-vapeur) critique. L'objet de ce mémoire est de valider les modèles décrivant ces écoulements vis à vis de differents fluides (eau, R11, méthanol, acétate d'éthyle, butane pur, butane commercial). Une installation expérimentale de taille pilote a été réalisée. Dans la conduite d'essai (L=535 mm, D=8 mm) l'écoulement est quasi-stationnaire, critique, adiabatique et reproductible. L'écart à la saturation en amont est mesuré à 25 mbar près, ce qui permet de mesurer le débit à saturation à +/- 12%. Une représentation adimensionnelle des résultats montre que la pression en amont réduite est le paramètre prépondérant. Ce résultat nouveau semble indiquer qu'un modèle peut être validé avec un minimum de fluides, pour peu que l'on raisonne en coordonnées réduites. Les modèles homogènes hors équilibre thermodynamique (DEM, HRM) sont les plus précis. HRM est le plus adapté au calcul du débit de fuite, même si il peut devenir tres majorant aux pressions réduites élevées. Aucun modèle ne prend correctement en compte la sensibilité du débit à la pression réduite. Ce biais peut avoir au moins deux origines : une influence non négligeable du glissement entre phases ou une cinétique de vaporisation perfectible. Ecrire un bilan énergetique sur la phase vapeur semble physiquement pertinent pour exprimer la cinétique de vaporisation. Mais il est également impératif de quantifier la nucléation.