Etude expérimentale du refroidissement diphasique à haute température par jet d'eau impactant

Ce travail concerne l'étude du transfert thermique par ébullition au niveau d'une plaque chaude refroidie par un jet d'eau plan, en régime stationnaire. Cette étude est motivée par l'industrie sidérurgique qui souhaite acquérir des connaissances dans ce domaine afin de mieux contrôler localement le refroidissement des plaques d'acier. A l'Université technique de Berlin, un dispositif expérimental original permettant la détermination de courbes d'ébullition locales au niveau d'une surface non mobile refroidie par un jet d'eau plan a été mis au point. Les mesures étant effectuées à température contrôlée, il est possible de d'identifier les régimes d'ébullition depuis la convection forcée jusqu'à l'ébullition en film. Les courbes d'ébullition locales ont été mesurées jusqu'à une distance de 55 mm de la ligne de stagnation, dans une gamme de vitesses de jet comprises entre 0.5 et 1 m/s et pour des sous-refroidissements variant de 5 a 20 K. A partir des résultats expérimentaux, l'influence de cas paramètres sur les différents régimes d'ébullition a été mise en évidence et des corrélations ont été établies, pour un jet immergé et pour un jet à surface libre. L'effet de la distance depuis l'impact est très important sur les courbes d'ébullition sauf dans le régime de l'ébullition nucléée pleinement développée. Les mesures effectuées aux basses températures sont en accord avec les résultats déjà publiés dans des conditions de refroidissement stationnaire. Les mesures ont montré l'importance du régime d'ébullition de transition à l'impact. Ce régime s'étend sur une plage de température pouvant aller jusqu'à 350 K et les flux extraits peuvent être de l'ordre du flux critique. L'analyse des signaux de température montre que le début du régime d'ébullition de transition et le remouillage sont associés de fluctuations très importantes de la température qui apparaissent à des fréquences très basses.This work deals with the study of boiling heat transfer at a hot plate cooled by a planar jet of water, in steady-state condition. This study is motivated by the metal processing industry who wishes to acquire knowledge in this field in order to control locally the cooling of steel strips. At the University of Berlin, an experimental device allowing the determintation of local boiling curves along a non-moving surface cooled by a planer jet of water has been buitl up. Measurements being carried out with a temperature controlled system, it is possible to identify boiling regimes from forced convection to film boiling. Local boiling curves have been measured up to a distance of 55 mm from the stagnation line, in a range of velocities from 0.5 to 1m/s and for subcoolings between 5 and 20 K. Experiments show the influence of those parameters on the different boiling regimes, for an emerged jet and for a free surface one, and correlations have been established. The effect of the distance from the stagnation line is of the most importance on the boiling curve except in the fully developped nucleate boiling regime. Measurements carried out at low temperatures are in agreement with already published results steady-stata conditions. Measurements showed the importance of the transition boiling regilme at the stagnation line. This regime extends on a high range of temperature signals shows that the beginning of the transition boiling regime and the reweeting are associated to very important fluctuations of the temperature that appear et low frequencies