Experimental study of the convective boiling of a planar water jet impacting a moving surface carried at high temperatures - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2006

Experimental study of the convective boiling of a planar water jet impacting a moving surface carried at high temperatures

Etude expérimentale de l'ébullition convective d'un jet d'eau plan impactant une surface mobile portée à hautes températures

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Abstract

This work deals with the study of boiling heat transfer at a moving surface cooled by a planar water jet, in transient state. This study falls under in a industrial context in order to control the kinetics of cooling of the flat products of the metal processing industry. An original experimental device allowing the determination of the local curves of boiling in the case of a static surface and of a mobile surface was set up. Heat fluxes are measured on both side of the axis of the jet until a reduced distance x/l of 18, in a range of subcoolings from 10 to 83 K, for impinging jet between 0.8 and 1.2 m/s and of ratios velocity from 0.3 to 1.25. The incidence of these parameters on the different boiling regimes was highlighted through established correlations. Measurements confirmed in the case of a static surface, the appearance of a shoulder under the axis jet in the transition boiling regime. In the case of a moving surface, was highlighted the appearance of a maximum of heat coefficient transfer, upstream of the axis of the jet, in the forced convection. In the transition boiling regime, a maximum of critical heat flux was observed downstream from the axis of the jet. In the film boiling regime, a minimum thickness of this film is also observed downstream from the axis of the jet.
Ce travail concerne l'étude du transfert thermique par ébullition au niveau d'une surface mobile refroidie par un jet d'eau plan, en régime transitoire. Cette étude s' inscrit dans un conteste industriel en vue de contrôler la cinétique de refroidissement des produits plats de la sidérurgie. Un dispositif expérimental original permettant de déterminer les courbes d'ébullition locales dans le cas d'une surface statique et d'une surface mobile a été mis en place. Les flux extraits sont mesurés de part et de d'autre de l'axe du jet jusqu'à une distance réduite x/l de 18, dans une gamme de sous refroidissements variant de 10 à 83 K, de vitesses de jet comprise entre 0,8 et 1,2 m/s et de ratios de vitesse variant de 0,3 à 1,25. L incidence de ces paramètres sur les régimes d'ébullition a été mise en évidence à travers des corrélations établies. Les mesures ont confirmé dans le cas d'une surface statique, l'apparition d'un plateau de flux sous l'axe jet dans le régime d ébullition de transition. Dans le cas d une surface mobile, a été mise en évidence l' apparition d'un maximum de coefficient d'échange, en amont de l'axe du jet, dans le régime de convection monophasique. Dans le régime d'ébullition de transition, un maximum de flux critique a été observé en aval de l'axe du jet. Dans le régime d'ébullition en film, un minimum d'épaisseur de ce film est également observé en aval de l'axe du jet.
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Dates and versions

tel-01754306 , version 1 (30-03-2018)

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  • HAL Id : tel-01754306 , version 1

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Cite

Arsène Kouachi. Etude expérimentale de l'ébullition convective d'un jet d'eau plan impactant une surface mobile portée à hautes températures. Autre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10136⟩. ⟨tel-01754306⟩
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