Cet article présente une analyse théorique et une étude expérimentale de visualisation sur les caractéristiques des régimes d'écoulement et leurs transitions lors de l'échange thermique par ébullition du CO2 dans un microcanal horizontal. Sur la base des résultats expérimentaux de visualisation, le modèle théorique de prédiction des régimes d'écoulement du CO2 à basse température d'évaporation a été mis à jour. Les conditions expérimentales sont : densité de flux thermique (7,5~30 kW/m2), débit massique (50~600 kg/(m2·s)), température de saturation (﹣40~0 ℃), titre (0~1), diamètre intérieur (1,5 mm). L'analyse théorique indique que le débit massique joue un rôle décisif dans les formes de régimes rencontrées lors de l'échange thermique, la densité de flux thermique influence notablement les courbes de transition entre le flux annulaire et la zone de séchage, et entre la zone de séchage et le flux de brouillard, la température de saturation a un impact important sur les transitions de régime. L'étude de visualisation montre que, basée sur la carte des régimes théorique, on peut bien prédire le régime d'écoulement du CO2 dans le microcanal en ébullition ainsi que refléter la tendance des changements de régimes sous différentes conditions, bien que la carte théorique montre un écart important dans la prédiction des zones de séchage et de flux de brouillard ; sur la base des données expérimentales, un facteur adimensionnel du rapport des viscosités liquide-gaz a été ajouté, et un nouveau modèle de prédiction de la densité critique de flux thermique a été proposé. En tenant compte des effets du débit massique et du flux thermique, et selon le modèle mis à jour de prédiction de la densité critique de flux thermique et les données expérimentales, la valeur du nombre d'ébullition Bo a été introduite pour mettre à jour les courbes de transition entre le flux annulaire et la zone de séchage, la zone de séchage et le flux de brouillard ainsi que la transition entre les écoulements intermittents/pulsés et le flux annulaire dans la carte théorique des régimes. Les données obtenues par la visualisation confirment à 89,4 % la concordance avec le modèle théorique mis à jour du régime d'écoulement CO2.

CO2; microcanal; écoulement par ébullition; carte des régimes