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Article

1 - PRÉSENTATION GÉNÉRALE

2 - ÉTUDE DE QUELQUES MOUVEMENTS SIMPLES

3 - ÉTUDE DES PRINCIPALES CONFIGURATIONS EN CONDUITE

4 - PRÉVISION DES CONFIGURATIONS D’ÉCOULEMENT EN CONDUITE VERTICALE

  • 4.1 - Transition en écoulement à bulles
  • 4.2 - Transition écoulement à bulles - écoulement à bouchons
  • 4.3 - Transition écoulement à poches - écoulement annulaire
  • 4.4 - Transition écoulement annulaire - annulaire à gouttelettes
  • 4.5 - Paramètres de transition

5 - NOTIONS DE BASE SUR LES PHÉNOMÈNES D’ACCÉLÉRATION

  • 5.1 - Écoulement isotherme dans une conduite de section variable
  • 5.2 - Propagation d’ondes longues

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : A722 v1

Prévision des configurations d’écoulement en conduite verticale
Écoulements diphasiques gaz-liquide

Auteur(s) : Jean-Michel FITREMANN

Date de publication : 10 nov. 1983

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Auteur(s)

  • Jean-Michel FITREMANN : Agrégé de Sciences Physiques - Docteur ès Sciences - Directeur Scientifique, Société Hydroscience

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INTRODUCTION

On a déjà indiqué dans l’article Écoulements diphasiques. Lois générales Écoulements diphasiques- Lois générales que, dans de nombreux cas, l’hydraulique industrielle présente un aspect diphasique. S’il n’y a qu’un seul constituant, on parle d’un mélange liquide-vapeur, s’il y en a plus d’un, d’un mélange gaz-liquide. Les gaz constituant la phase gazeuse peuvent être solubles dans le liquide ; la phase liquide peut être constituée de plusieurs liquides miscibles.

On s’intéresse en général aux propriétés mécaniques et thermodynamiques du mélange pour l’évaluation des performances d’un système ; aux propriétés électriques, optiques, etc. pour l’analyse et la mesure.

Cet article décrit les propriétés mécaniques des principales configurations d’écoulements isothermes rencontrées en pratique. Pour l’analyse, on doit s’appuyer sur des théorèmes généraux de conservation établis dans l’article Écoulements diphasiques. Lois générales Écoulements diphasiques- Lois générales. La notation a été allégée selon le tableau des notations et symboles qui regroupe aussi les principales hypothèses de travail utilisées dans l’exposé des méthodes de calcul.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-a722


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4. Prévision des configurations d’écoulement en conduite verticale

4.1 Transition en écoulement à bulles

Lorsque la vitesse du mélange croît, les bulles diminuent de diamètre. Les formules d’évaluation du diamètre indiquées au para- graphe 3.1 permettent également de savoir dans quelle configuration on se trouve suivant que v S est proportionnel à :

  • d 2 (bulles sphériques) ;

  • d – 1/2 (bulles elliptiques) ;

  • d + 1/2 (bulles en forme de calottes sphériques).

Dans cette dernière configuration, aux basses vitesses, le diamètre équivalent des bulles peut devenir comparable à celui de la conduite et l’écoulement affecte la forme d’une succession de poches en forme d’obus (plug flow ). On peut situer la transition au changement de la loi d’ascension des bulles u + » 0,7 d + 1/2 et des poches u + » 0,35 D + 1/2 soit lorsque :

d + » 0,25 D + ou d » 0,25 D

La transition bulles sphéroïdales-bulles en calottes sphériques se produit pour :

d + » 2

et la transition bulles sphéroïdales-bulles sphériques pour :

La figure 29 donne l’aspect des zones de configuration ainsi obtenues.

...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - CLIFT (R.), GRACE (J. R.), WEBER (M. E.) -   Bubbles, drops and particles.  -  Academic Press (1978).

  • (2) - HESTRONI (G.) -   Handbook of multiphase systems.  -  McGraw Hill (1982).

  • (3) - HEWITT (G. F.), DELHAYE (J. M.), ZUBER (N.) -   Multiphase science and technology.  -  Hemisphere Washington (1982).

  • (4) - BUTTERWORTH (D.), HEWITT (G. F.) -   Two phase flow and heat transfer.  -  Oxford Univ. Press. (1977).

  • (5) - DELHAYE (J. M.), GIOT (M.), RIETHMULLER (M. L.) -   Thermohydraulics of two phase systems.  -  Hemisphere Washington (1981).

  • (6) - ISHII (M.), GROLMES (M. A.) -   Inception criteria for droplet entrainment in two phase concurrent film flow.  -  AlchE J. (USA), 21, p. 308-18 (1975).

  • ...

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