Comportement thermohydraulique d'un bain de métal liquide soumis à un bombardement électronique. - TEL - Thèses en ligne
Thèse Année : 1997

Thermohydraulic behavior of liquid metal pool submitted to electronic bombardment

Comportement thermohydraulique d'un bain de métal liquide soumis à un bombardement électronique.

Résumé

This thesis deals with the thermohydraulics of liquid metal molten by an electron beam. We study the relationship between the liquid metal pool and the vapor rate. The aim is to find good conditions increasing the metal vapor rate. In first place, energy losses are identified. Mains are convection (buoyancy and thermo-capillary) strengthen by the deformation of the molten pool. The first action is to reduce the liquid interface deformation with a transient spot realized by scanning the electron beam. I find that in this case, the optimum vapor rate is obtained when the crossing time of the beam is smaller than characteristic time of formation of the cavity, but greater than the heating time of the surface. Secondly, I impose forces to change the morphology of the flow. Two actions are tried: magnetic field application and rotating motion of the crucible. External magnetic field application may reduce convective flow, by the creation of a magnetic brake. But in my experiment, magnetic field deteriorates electron beam before to be effective. Results obtained by the rotating motion of the crucible approve this choice to reduce energy losses and increase vapor rate.
Cette thèse porte sur la thermohydraulique du métal liquide fondu par un faisceau d'électrons. Nous étudions la relation entre le bain métallique liquide et le taux de vapeur. Le but est de trouver de bonnes conditions augmentant le taux de vapeur métallique. En premier lieu, les pertes d'énergie sont identifiées. Les forces sont de convection (flottabilité et thermo-capillaire) renforcées par la déformation du bain de fusion. La première action consiste à réduire la déformation de l’interface liquide avec un point transitoire réalisé par balayage du faisceau électronique. On montre que dans ce cas, le débit de vapeur optimal est obtenu lorsque le temps de traversée du faisceau est inférieur au temps caractéristique de formation de la cavité, mais supérieur au temps de chauffage de la surface. Deuxièmement, on impose des forces pour changer la morphologie de l'écoulement. Deux actions sont tentées : l'application d'un champ magnétique et le mouvement de rotation du creuset. L'application d'un champ magnétique externe peut réduire le flux convectif, par la création d'un frein magnétique. Mais dans l'expérience, le champ magnétique détériore le faisceau d'électrons avant d'être efficace. Les résultats obtenus par le mouvement de rotation du creuset confirment ce choix de réduire les pertes d'énergie et d'augmenter le débit de vapeur.
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  • HAL Id : tel-04743655 , version 1

Citer

Patrice Brun. Comportement thermohydraulique d'un bain de métal liquide soumis à un bombardement électronique.. Physique [physics]. Université de Provence (Aix Marseille 1), Marseille, FRA., 1997. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04743655⟩

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