Etude prospective de substitution du fluide réfrigérant de l’installation thermohydraulique hors-pile par le biais du code ANSYS-CFX: Validation & Vérification des résultats numériques par rapport aux données expérimentales “look-up table 2006”
Des informations générales:
Master |
Le niveau |
Etude prospective de substitution du fluide réfrigérant de l’installation thermohydraulique hors-pile par le biais du code ANSYS-CFX: Validation & Vérification des résultats numériques par rapport aux données expérimentales “look-up table 2006” |
Titre |
| Énergétique |
SPECIALITE |
Page de garde:
Sommaire:
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre.1 – Principes fondamentaux de la thermohydraulique
1.1 Introduction
1.2 Généralités sur les réacteurs nucléaires
1.3 – Origine de l’énergie produite dans le cœur
1.4 – Description générale d’un réacteur
1.4.1 Bloc réacteur
1.4.1.1 La cuve ou enceinte primaire
1.4.1.2 Le cœur
1.4.1.2.1 Le combustible
1.4.1.2.2 – L’élément combustible
1.4.1.2.3 – L’assemblage combustible
1.4.1.2.4 – Le modérateur
1.4.1.2.5 – Le réfrigérant (caloporteur)
1.4.1.2.6 Le réflecteur
I.4.1.2.7 – Eléments de commande et de contrôle
1.4.2 – Equipements thermiques
1.4.2.1 – Echangeur de chaleur
1.4.2.2 – Générateur de vapeur
1.4.2.3 Condenseur
I.4.2.4 – Tour de refroidissement
1.4.2.5- Turbine
1.4.3 -Les principaux types de réacteurs nucléaires
1.4.3.1 – Les réacteurs de puissance à eau légère (LWR)
1.4.3.1.1 Les réacteurs à eau sous pression (PWR)
1.4.3.1.2- Réacteurs à eau ordinaire bouillante (BWR)
1.5 La crise d’ébullition
1.5.1 L’assèchement
1.5.2 La caléfaction
1.6- Ebullition en écoulement forcé dans une conduite verticale
1.6.1 – Description générale du processus de vaporisation dans un canal chauffé
1.6.2 – Les régimes de l’ébullition convective
1.7 – Définitions fondamentales en écoulement diphasique
1.7.1 – Paramètres de référence de cette étude
1.7.2 – Diamètre équivalent hydraulique et chauffée
1.7.3 – Définition des nombres adimensionnels caractéristiques
1.8 Initiation de l’ébullition
1.8.1 – Mécanisme physique et prédiction du phénomène
1.9 – Apparition significative de la vapeur
1.10 Crise d’ébullition
1.10.1 – Mécanisme physique de la crise d’ébullition
1.10.2 – Méthodes de prédiction du CHF
1.10.2.1 – Méthodes analytiques pour l’estimation du CHF
1.10.2.2 – Méthodes expérimentales et corrélations pour l’estimation du CHF
1.10.2.3 Prédiction du CHF par la table << Look-up Table >>
1.10.2.3.1 – Application à un diamètre du tube autre que 8 mm
1.10.2.3.2-Application à la géométrie annulaire
1.10.3 – Méthode de transposition fluide-fluide
1.10.3.1 Modèle d’AHMED
1.10.3.2 – Modèle de KATTO
1.10.4 – Fluides frigorigène simulant : choix et impacts environnementaux
1.10.4.1 – Le dioxyde de carbone R744
1.10.4.2- Les dérivés halogénés
1.10.4.2.1 Les HCFC et CFC
1.10.4.2.2 Les HFC
1.10.5-Les fluides frigorigènes et l’environnement
1.10.5.1 Le GWP
1.10.5.2 L’effet de serre
1.10.6 Les HC
1.10.7 – Prédiction de la configuration de l’écoulement
1.11 – Conclusion
Chapitre.2 – Approche de la modélisation CFD pour simuler les gaz réfrigérants de substitution
2.1 Introduction
2.2 – Etapes d’une simulation par ANSYS-CFX
2.5 Volumes finis
2.5.1 – Formulation monodimensionnelle de l’Equation de Poisson par la MVF
2.5.2 Méthode des Volumes Finis dans le cas bidimensionnel
2.5.3 Méthode des Volumes Finis dans le cas tridimensionnel
2.6 – Modélisation géométrique et maillage par ICEM-CFX
2.7 Conditions aux limites CFX-Pre
2.8 Solveur
2.9 Traitement des résultats CFX-Post
2.10 – Modélisation CFD des écoulements bouillants convectifs
2.10.1 Modélisation du flux pariétal
2.10.1.1 Modèle mécaniste de Kurul et Podowski
2.10.2- Modélisation CFD par le code ANSYS-CFX
2.10.2.1 Le Modèle à deux fluides
2.10.2.2 Modélisation du flux de chaleur pariétal
2.10.2.3 Modélisation de la turbulence
2.10.2.3.1 Simulation numérique directe: DNS
2.10.2.3.2- Approches moyennées
2.10.2.3.2.1 – Modèles de turbulence de type RANS
2.10.2.3.2.1.1 – La moyenne de Reynolds
2.10.2.3.2.1.2 Modélisation de la turbulence, cas du modèle k – ɛ
2.10.2.3.2.1.3 – Modélisation de la turbulence, cas du modèle k – ∞ (Standard)
2.10.2.3.2.1.4 – Modèle de turbulence K-@SST (Shear Stress Transport)
2.10.2.3.3 Traitement près de la paroi
2.10.2.4 Modélisation de la turbulence lors du changement de phase
2.11- Conclusion
Chapitre.3 -Résultats et interprétations
3.1 Introduction
3.2 – Analyse de la similitude des propriétés thermodynamiques
3.3 Analyse de sensibilité au maillage
3.4- Etude d’un écoulement monophasique
3.4.1 – Estimation du coefficient de transfert de chaleur expérimental
3.5 Résultats et discussion
3.6- Etude comparative de différents fluides lors du changement de phase
3.6.1 Initiation de l’ébullition l’ONB et l’OSV
3.6.1.1 Analyse de résultats relatifs à l’ONB et l’OSV
3.6.1.2 – Analyse de résultats relatifs aux paramètres d’ébullition
3.6.1.3 – Analyse du choix préliminaire du R123 comme substituant du R11
3.6.2 Crise d’ébullition
3.6.2.1-Transposition du CHF du R11 vers l’eau et évaluation des facteurs de mise à l’échelle
3.6.2.1.1 – Mise à l’échelle R11-Eau
3.6.2.1.2-Evaluation des Facteurs de mise à l’échelle
3.6.2.2 – Flux de Chaleur Critique dans un tube de 8 mm tirés de « Look-up Table »
3.6.2.3-Comparaison des CHFR11 transposés aux fluides de substitution puis comparés à leurs équivalents en eau par rapport aux valeurs tirées de « look-up table 2006 »
3.6.2.4- La détermination de la configuration de l’écoulement lors de l’occurrence de la crise d’ébullition pour différents fluides
3.6.2.5 Cas particulier d’un écoulement horizontal
3.7 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie
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