La thermohydraulique est la discipline qui s'intéresse aux transferts de chaleur et éventuellement de masse en présence d'un écoulement. Ce domaine d'activité est vaste et la thermohydraulique joue un rôle prépondérant dans la conception et l'analyse du fonctionnement et de l'efficacité des systèmes de conversion d'énergie. L'objectif de ce cours est d'introduire les concepts et les méthodes permettant la modélisation de ces phénomènes, puis de considérer un nombre limité de situations qui sont de grande importance pour le dimensionnement ou la sûreté des installations. Notamment, les écoulements diphasiques avec ou sans transfert de chaleur possèdent une phénoménologie propre et très différente des écoulements ne comportant qu'une seule phase. Une introduction au différents mécanismes de transfert de chaleur et à leur modélisation, même succincte est nécessaire pour évaluer ne serait-ce que l'ordre de grandeur des phénomènes. Dans l'industrie nucléaire notamment, la grande diversité des situations et des phénomènes à décrire impose très rapidement l'utilisation de modèles numériques. Il est parmi les objectifs ce de ce cours d'expliquer comment ces modèles sont construits, pourquoi leur domaine de validité est limité et combien il est important de savoir estimer a priori l'ordre de grandeur ou les échelles des phénomènes modélisés. Parmi les situations importantes pour la sûreté, on citera la crise d'ebullition et le blocage de débit.

Sommaire du cours :
Les équations de bilan d'un fluide de composition et température variable.
Les différents mécanismes de transfert de chaleur : conduction, convection, rayonnement. Quelques cas limites importants pour les échelles et les nombres sans dimension : convection forcée sur une plaque, dans une conduite circulaire, convection naturelle, effets de la turbulence. Thermodynamique du changement de phase et conditions d'équilibre thermodynamique.
Écoulements diphasiques, variables descriptives et régimes d'écoulement. Taux de présence de phase, ses techniques de mesure et ses modèles simples. Modélisation des écoulements diphasiques, bilans aux interfaces, modèles à deux fluides, équations monodimensionnelles et tridimensionnelles moyennées en temps.
Problématique de la fermeture. Modélisation des pertes de pression. Phénoménologie des transferts de chaleur en ébullition et en condensation. La crise d'ébullition en convection naturelle et forcée. Blocage de débit en écoulement diphasique.

Niveau requis : MEC432

Dernière mise à jour : mercredi 11 octobre 2006