Analyse de l’écoulement supersonique avec changement de phase dans un éjecteur conçu pour un cycle de production de froid

L’éjecteur est le composant central de certains cycles de production de froid. Il utilise le fluide primaire à haute pression pour aspirer, entrainer et comprimer le fluide secondaire à base pression. Une voie possible pour augmenter l’efficacité énergétique du cycle de production de froid à éjecteur est de diminuer la surchauffe du fluide primaire ce qui peut amener l’apparition de condensation au sein de l’éjecteur. L’objectif de ce travail fut d’étudier l’impact de ces changements de phase sur l’écoulement au sein de l’éjecteur à l’aide du logiciel de modélisation CFD ANSYS Fluent. Plusieurs modèles de résolution numérique d’écoulement CFD au sein d’une tuyère et d’un éjecteur ont été mis en place. Les résultats de ces modèles ont été comparés avec des résultats expérimentaux de la littérature ainsi que des résultats de modèles analytiques. Les différents modèles ont tous montré des résultats cohérents sur la résolution de l’aspect hydrodynamique. En revanche seuls les modèles d’écoulement diphasique ont montré des résultats fiables concernant la résolution des champs de température. Parmi ces modèles, le modèle Wet-Steam a très bien fonctionné pour la résolution de l’écoulement au sein d’une tuyère mais a montré ses limites pour l’écoulement au sein d’un éjecteur. Le second modèle est le modèle eulérien homogène qui a montré des résultats réalistes en terme de conditions physiques des phases liquide et vapeur dans l’éjecteur. Il a également été observé que le changement de phase peut avoir un impact significatif sur la valeur de la pression critique en sortie, de manière à améliorer les performances de l’éjecteur.