ELECTROCONVECTION ET AUGMENTATION DES ECHANGES THERMIQUES PRODUITESPAR UNE INJECTION UNIPOLAIRE EN GEOMETRIE FIL- CYLINDRE COAXIAUX

The application of an electric field to a sufficiently insulating dielectric liquid generally produces a unipolar injection which sets the liquid in motion. This electroconvection, as well as its effect on the increase of thermal exchanges are studied in coaxial wire-cylinder geometry.In the absence of forced flow, the two electroconvection regimes (respectively¬¬ dominated by the viscous and inertial effects) are highlighted. The analogy with the plane case makes it possible to estimate the order of magnitude of the characteristic speed of the liquid. The value much higher than in the case of the plane of the transition voltage between the two convection regimes is due to the geometry.The superposition of a forced flow to the unipolar injection produces a charge drive, as well as a decrease in the characteristic value of the radial component of the liquid velocity. Qualitative arguments make it possible to account for the influence of the Reynolds number of the forced flow on the charge drive and the current decrease. The turbulence is fed both by the forced flow and by the action of coulomb force. This is clear from the good correlation between the pressure drop and the sum of mechanical and electrical power supplied to the system.The Coulomb force exerted on the injected charges mainly determines the state of agitation of the liquid and consequently the importance of heat exchange. Measurements show that heat exchange can be increased to a ratio of ten. The best correlation is obtained between the Nusselt number and a parameter including the electrical energy supplied to the system and defines a power law. It appears that the forced flow does not act directly but only by decreasing the total current. Finally, the turbulent Reynolds number estimation compares the effect of electroconvection with that of turbulence generated by pipe flow (Re> 2000).L'application d'un champ électrique à un liquide diélectrique suffisamment isolant, produit en général une injection unipolaire qui met le liquide en mouvement. Cette électroconvection, ainsi que son effet sur l'augmentation des échanges thermiques sont étudiés dans la géométrie fil-cylindre coaxiaux.En absence d'écoulement forcé, les deux régimes d'électroconvection (respective¬ment dominés par les effets visqueux et inertiels) sont mis en évidence. L'analogie avec le cas plan permet d'estimer l'ordre de grandeur de la vitesse caractéristique du liquide. La valeur beaucoup plus élevée que dans le cas plan de la tension de transition entre les deux régimes de convection est due à la géométrie.La superposition d'un écoulement forcé à l'injection unipolaire produit un entraînement de charge, ainsi qu'une diminution de la valeur caractéristique de la composante radiale de la vitesse du liquide. Des arguments qualitatifs permettent de rendre compte de l'influence du nombre de Reynolds de l'écoulement forcé sur l'entraînement de charge et la diminution du courant. La turbulence est alimentée aussi bien par l'écoulement forcé que par l'action de la force de coulomb. Ceci ressort clairement de la bonne corrélation entre la perte de charge et la somme des puissances mécanique et électrique fournies au système.La force de Coulomb qui s'exerce sur les charges injectées détermine principale-ment l'état d'agitation du liquide et par conséquent l'importance des échanges thermiques. Les mesures montrent que les échanges thermiques peuvent être augmentés jusqu'à un rapport dix. La meilleure corrélation est obtenue entre le nombre de Nusselt et un paramètre incluant l'énergie électrique fournie au système et définit une loi de puissance. n appparaît que l'écoulement forcé n'agit pas directement mais seulement en diminuant le courant total. Finalement, l'estimation du nombre de Reynolds turbulent permet de comparer l'effet de l'électroconvection à celui de la turbulence générée par l'écoulement en conduite (Re > 2000)