Expérience d'ébullition de piscine :
Concevoir une expérience pour étudier les caractéristiques de transfert de chaleur en ébullition dans des conditions de gravité réduite. Cette expérience peut impliquer la mise en place d’une piscine ou d’une chambre remplie d’un fluide de travail (par exemple de l’eau ou un autre liquide) à température et pression contrôlées. Des radiateurs immergés peuvent être utilisés pour initier l’ébullition et des capteurs peuvent mesurer le taux de transfert de chaleur, la dynamique des bulles et d’autres paramètres pertinents. L'expérience peut être répétée à différents niveaux de gravité obtenus grâce à des moyens tels que des vols paraboliques, des tours de largage ou des expériences spatiales en microgravité.
Expérience d'ébullition en flux :
Mener une expérience pour étudier les processus de transfert de chaleur par ébullition en microgravité. Construisez un système de boucle d'écoulement dans lequel le fluide de travail circule à travers un canal ou un tube chauffé. En contrôlant le débit, le flux thermique et d’autres paramètres, l’expérience peut analyser les effets d’une gravité réduite sur la formation de bulles, les modèles d’écoulement, la chute de pression et l’efficacité du transfert de chaleur.
Expérience sur la condensation :
Développer une expérience pour étudier les phénomènes de condensation en conditions de gravité réduite. Il peut s'agir d'une surface froide maintenue à une température constante inférieure à la température de saturation d'une vapeur. En introduisant la vapeur et en contrôlant des paramètres tels que la température de surface, la pression de vapeur et la concentration de gaz non condensables, l'expérience peut analyser la croissance des gouttelettes, la coalescence et le transfert de chaleur pendant la condensation.
Expérience sur les phénomènes interfaciaux :
Concevoir une expérience pour étudier le comportement des interfaces liquide-vapeur en gravité réduite. Cela peut impliquer la création d’une colonne de liquide confinée dans un cylindre ou un tube de verre. En manipulant les conditions aux limites et en utilisant des techniques de visualisation, l'expérience peut analyser les effets capillaires, la tension interfaciale et d'autres phénomènes ayant un impact sur l'ébullition et la condensation en microgravité.
Simulation informatique :
Complétez les études expérimentales avec des simulations numériques à l’aide de modèles informatiques de dynamique des fluides (CFD). Développer des modèles détaillés pour simuler les processus d’ébullition et de condensation dans des conditions de gravité réduite. Validez les modèles par rapport aux données expérimentales et utilisez-les pour explorer les variations paramétriques qui peuvent être difficiles ou impossibles à étudier expérimentalement.
En menant ces expériences et en les combinant avec une analyse théorique et une modélisation informatique, les scientifiques peuvent acquérir une compréhension plus complète des mécanismes et des caractéristiques de l'ébullition et de la condensation dans des environnements à gravité réduite. Les informations obtenues grâce à ces recherches sont précieuses pour diverses applications où les phénomènes liés à la flottabilité sont supprimés, comme dans les missions spatiales, les systèmes cryogéniques et la gestion thermique de l'électronique.
