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’’

Abstract

Dans ce travail, on se propose d’étudier la possibilité de substituer le fluide primaire Fréon 11 (Trichlorofluorométhane CCl3F sous appellation commerciale R11) utilisé dans la boucle thermohydraulique expérimentale, objet de l’étude de la crise d’ébullition. En effet, l’utilisation du R11 offre l'avantage d'obtenir un changement de phase avec des niveaux de flux de chaleur relativement bas permettant ainsi l'étude du phénomène en écoulement diphasique. La section annulaire permet de simuler, dans une certaine mesure, un canal d’un réacteur nucléaire avec un assemblage combustible comportant un seul élément combustible, l'énergie nucléaire étant remplacée par l'énergie électrique. Néanmoins, le R11 est un CFC faisant partie des gaz qui contribuent à la dégradation de la couche d'ozone dont l’Algérie a ratifié le protocole de Montréal relatif à l’élimination de cette substance nuisible. A cet effet, quatre fluides de travail (non-CFC) sont judicieusement sélectionnés pour remplacer le R11, à savoir le R123, R134a, R143a & R744, et ce à travers une modélisation mise en œuvre pour simuler les essais expérimentales à l’aide du code CFD (Computational Fluid Dynamics) ANSYS CFX-14.5 en reproduisant la section d’essais du dispositif expérimental. Cette étude couvre une large gamme de conditions thermohydraulique, elle prédit les taux de transfert de chaleur de différents fluides et les limites de transition pour chaque régime d’écoulement. En fin les résultats issus des quatre fluides ont été transposés vers leur équivalent en eau et comparés à ceux déduit de l’expérimentation et des corrélations disponibles dans la littérature pour opter au fluide de substitution approprié.