Published January 24, 1996 | Version v1
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Stereological study of two phase flows topology featuring high pressure

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Description

Within the perspective of a fine modelling of mechanisms governing two phase flows, this research thesis aims at proposing a contribution to the experimental description of phenomena of evolution of the local structure of a liquid-vapour flow generated by boiling in a heat transfer fluid. The experimental installation (DEBORA), by using freon 12 flowing in a tube, simulates water flows in the core of a pressurized water reactor in transient operation. In the first part of the study, the author determined instrumentation techniques suited to the measurement of the main parameters of the local structure of two phase flows: the technique of phase discrimination by optical micro probe appeared to be the best adapted to experimental conditions, provided the design of a specific sensor. An original method of processing of sensor data is introduced, and gives access in real time to the main parameters: vacuum rate, characteristic diameter, size distribution. Measurements of evolution of these parameters have been performed for a wide range of flow conditions, and have been completed by local measurements of liquid temperature. Results are then processed by using a pseudo-cubic spline-based interpolation software to build up a data reference database

Abstract (French)

Dans les ecoulements diphasiques l'organisation spatio-temporelle adoptee par les constituants tient une place preponderante dans le developpement de l'ecoulement. Dans le cas d'ecoulements en desequilibre thermodynamique, cette caracteristique voit son role accru par la presence de transfert d'energie entre phases. Le but principal de l'etude est de contribuer, dans l'optique d'une modelisation fine des mecanismes regissant les ecoulements diphasiques, a la description experimentale des phenomenes d'evolution de la structure locale d'un ecoulement liquide vapeur engendre par ebullition d'un fluide caloporteur. L'installation experimentale DEBORA, sur laquelle sont realisees les mesures, simule, a l'aide de freon 12 circulant dans un tube de 19,2 mm de diametre interieur et de 3,5 m de longueur chauffante, les ecoulements d'eau dans le coeur d'un reacteur a eau sous pression (R.E.P.) en fonctionnement transitoire de classe I ou II (pression de 10 a 18 MPa, vitesse massique de 1 a 5 Mg/m2/s, flux chauffant de 0.5 a 6 MW/m2, titre thermodynamique de -0,4 a 0,4). La premiere etape de l'etude a consiste a determiner les techniques d'instrumentation adaptees a la mesure des parametres principaux de la structure locale des ecoulements diphasiques. La technique de discrimination phasique par microsonde optique s'est revelee comme la mieux adaptee aux conditions experimentales. L'adequation de cette technique aux conditions de mesures industrielles rencontrees sur DEBORA a ete assuree par la conception et la realisation d'un capteur specifique. Une methode originale de traitement des donnees fournies par une sonde optique est proposee. Cette methode s'inspire de travaux menes dans le domaine de la stereologie en etendant les potentialites des traitements classiques aux conditions reelles de l'ecoulement: inhomogeneite spatiale de repartition des bulles. Elle permet, en outre, d'acceder en temps reel aux parametres principaux de la structure locale d'un ecoulement a bulles spheriques: taux de vide, diametre caracteristique, repartition en taille. Des mesures d'evolution de ces parametres caracteristiques ont ete realisees dans une large gamme de conditions d'ecoulement et sont completees par des mesures locales de temperature liquide. L'ensemble de ces resultats traite a l'aide d'un logiciel d'interpolation par splines pseudo cubiques a validation croisee, constitue une banque de donnees de reference. Son analyse permettra de confronter, voire, a terme, d'elaborer les modeles implantes dans les codes de calculs thermohydrauliques tridimensionnels

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Original title (French)
Etude stereologique de la topologie des ecoulements diphasiques a haute pression

Identifiers

URL
http://www.iaea.org/inis/Contacts/;

Publishing Information

Imprint Pagination
347 p.
Report number
FRCEA-TH--7765

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
48007225
Subject category
S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS; S42: ENGINEERING;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
BOILING; DATA PROCESSING; FIBER OPTICS; FREONS; HEAT TRANSFER; HEAT TRANSFER FLUIDS; INTERPOLATION; MEASURING METHODS; PROBES; PWR TYPE REACTORS; REAL TIME SYSTEMS; SPLINE FUNCTIONS; STEREOCHEMISTRY; THERMAL HYDRAULICS; THERMODYNAMICS; TWO-PHASE FLOW; WORKING FLUIDS
Descriptors DEC
ENERGY TRANSFER; ENRICHED URANIUM REACTORS; FLUID FLOW; FLUID MECHANICS; FLUIDS; FUNCTIONS; HALOGENATED ALIPHATIC HYDROCARBONS; HYDRAULICS; MATHEMATICAL SOLUTIONS; MECHANICS; NUMERICAL SOLUTION; OPTICS; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC HALOGEN COMPOUNDS; PHASE TRANSFORMATIONS; POWER REACTORS; PROCESSING; REACTORS; THERMAL REACTORS; WATER COOLED REACTORS; WATER MODERATED REACTORS

Optional Information

Notes
63 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from Bibliotheque, Ecole Nationale d'Ingenieurs de Saint-Etienne, 58 Rue Jean Parot, 42100 Saint-etienne (France)