Évolution de l’angleδ en fonction du diamètre des bulles

Évolution de l’angleδ en fonction du diamètre des bulles

la roue mobile d’une pompe, en fonction des conditions d’écoulement monophasique à l’entrée et à la sortie. De nombreux auteurs ont fourni dans le cas d’un écoulement monophasique des lois empiriques permettant de déterminer l’angle que fait l’écoulement à la sortie de la roue, en fonction des paramètres géométriques. Pour le cas d’écoulement diphasique liquide / gaz, très peu d’auteurs proposent des corrélations ou des lois empiriques permettant d’exprimer l’angle de la phase dispersée en fonction de la phase continue, ou encore des corrélations qui permettent de prédire la modification de l’angle de l’écoulement de la phase continue en présence de gaz.  L’objectif des nos travaux est de définir l’impact des conditions d’entrée sur l’évolution de ces deux angles. Ainsi, une loi empirique pourrait être proposée, à partir des résultats de la simulation numérique. Finalement cette loi peut être injectée dans un facteur de correction définie par IFPEN pour le cas de ses pompes polyphasiques axiales, appelée Efficacité diphasique et noté Ec. On voit bien sur la figure 112, l’effet du GVF sur l’angle de déviation δ. On observe dans un premier temps une évolution quasi linéaire de δ avec le GVF, puis à partir d’un GVF caractéristique (ici 20 %), l’angle de déviation δ atteint un palier et devient constant. De plus, on peut considérer en première approximation que δ est quasiment indépendant du débit. Nous avons démontré précédemment que l’influence du débit est du second ordre.

Ainsi, en considérant que l’angle de déviation δ ne dépend pas du débit, nous avons fixé le débit et avons représenté l’évolution de δ en fonction du GVF pour chacun des trois diamètres de bulles comme illustré sur la figure 113. On peut observer sur cette figure que le palier de l’angleδ est d’autant plus grand que le diamètre est élevé. Cela signifie que plus le diamètre de la bulle est γ = 0 signifie que nous sommes dans le cas d’un écoulement monophasique et dans ce cas l’angle de déviation δ est bien nul. Ainsi donc la fonction est bien définie en 0. En revanche au vu de la courbe 114, il semble en effet que la fonction ne soit pas continue dans l’intervalle ]0,3[, c’est simplement  que nous n’avons pas réalisé des calculs avec un γ compris dans cet intervalle. Mais il serait en effet intéressant de réaliser ces calculs et de vérifier ainsi l’existence et la continuité de δ dans cet intervalle. Cela peut constituer une perspective pour des travaux à venir.

Les résultats des simulations diphasiques à la traversée de grille d’aubes, montrent que le glissement entre la phase dispersée et la phase continue est relativement faible et que son impact sur les performances est du second ordre. L’impact de l’homogénéité n’a pas été abordé dans un premier temps. On aborde donc ici principalement l’effet de la modification de l’angle de l’écoulement à la sortie de la grille d’aubes par la présence des bulles de gaz car nous avons en effet montré que la présence des bulles de gaz dans un écoulement modifiait l’angle d’écoulement de sortie de la phase liquide 2liq Ici ∆(UVθ)réel peut s’apparenter à avec la quantité d’énergie reçu par le fluide si l’on prend en compte un angle « apparent » du mélange diphasique. ∆(UVθ)idéal serait la quantité d’énergie par le fluide si celui était homogène, c’est à dire dans le cas idéal, où le gaz et le liquide possèdent la même vitesse et Néanmoins, à partir des simulations numériques et de nos résultats expérimentaux, nous avons fait le constat que la résultante des forces appliquées aux bulles de gaz les fait dévier vers le côté en dépression de l’aubage. Cette accumulation locale modifie l’angle 2gaz