Étude et modélisation du comportement d'un écoulement annulaire dispersé (application à la mesure de débit de gaz humide à l'aide d'un débitmètre à Venturi)

Le travail proposé a pour but d'apporter des éléments de compréhension sur le comportement d un débitmètre gaz sec de type Venturi en con guration d'écoulement annulaire dispersé (gaz humide). Ce type d'écoulement se présente sous la forme d un mélange gaz/liquide avec des fractions volumiques de gaz supérieures à 99%. Le liquide se répartit à l'intérieur des conduites sous forme de gouttes et d'un lm ruisselant sur les parois. Ce sont les interactions entre le gaz et ces différents constituants qui in uencent l'erreur de mesure du débitmètre due à la présence du liquide. Pour pouvoir modéliser correctement cette erreur, une étude paramétrique est mise en place en conditions simpli ées (étude à basse pression, avec de l air et de l'eau, orientation verticale descendante). Des moyens d essais sont mis en place a n de générer des écoulements parfaitement calibrés en entrée de compteur. Une caractérisation ne de l'écoulement amont (distribution de la phase liquide dans la conduite, épaisseur du lm liquide en paroi, forme de l'interface, taille et vitesse des gouttes) couplée a des mesure de pression différentielle entre l'amont du débitmètre et le col, a été réalisée. À partir des informations recueillies, les paramètres et lois de fermetures les plus pertinents sont sélectionnés pour élaborer un modèle physique décrivant le comportement du Venturi. Ce dernier est basé sur une écriture monodimensionnelle des équations de conservations de masse et de quantité de mouvement pour chaque phase. La comparaison entre les résultats du modèle et les données expérimentales donne des résultats satisfaisants. De plus, l'étude de la contribution des différents phénomènes pris en compte par le modèle apporte un éclairage nouveau sur les mécanismes qui contrôlent le comportement du compteur. Ainsi, les phénomènes d atomisation de lm au niveau de la jonction convergent/col apparaît comme déterminants.TOULOUSE-ISAE (315552318) / SudocSudocFranceF