Impact, etalement et eclatement de gouttes sur diverses surfaces horizontales ou inclinees

par KAI RANGE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de F. FEUILLEBOIS.

Soutenue en 1995

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Cette etude experimentale s'interesse a l'impact, l'etalement et l'eclatement d'une goutte liquide sur une paroi plane. Une goutte en chute libre traverse une barriere optique qui declenche une serie d'eclairs apres un retard predetermine. Des vues de la goutte sont alors enregistrees au moyen d'une camera ccd au moment ou elle heurte la paroi. Ces vues sont prises de cote et de dessous a travers la plaque lorsqu'elle est transparente. L'etude de l'etalement d'une goutte tombant sur une plaque de verre lisse et inclinee montre que la goutte se vide par un film mince qui s'etale sur la paroi a partir du point d'impact. Le pourtour de ce film est proche d'une ellipse de faible excentricite, meme jusqu'a 50 degres d'inclinaison. Les deux demi-axes de l'ellipse atteignent leur valeur maximale avec une loi pratiquement exponentielle. L'aire mouillee depend peu de l'inclinaison de la plaque. L'eclatement d'une goutte a ete etudie pour differents liquides et differents types de surfaces. Pour un liquide et un materiau donnes, le nombre de weber calcule avec la vitesse minimum d'impact provoquant l'eclatement a ete correle a la rugosite r#a de la paroi au moyen d'une loi semi-empirique due a wu. Les resultats de stow et hadfield ont ete verifies dans le cas particulier de l'impact de gouttes d'eau sur des plaques rugueuses en aluminium. La limite d'eclatement depend en general du profil rugueux utilise. En outre, une goutte eclate pour des vitesses d'impact plus faibles sur une surface mouillee que sur une surface seche. Dans les deux cas, paroi seche rugueuse ou mouillee, l'eclatement semble lie a des instabilites du film decolle de la paroi. On observe aussi en general des perturbations au pourtour du film en etalement sur la paroi. Le nombre de perturbations reste constant au cours de l'etalement. Si la rugosite augmente, ce nombre diminue, mais la taille des perturbations s'accroit. Les perturbations sont liees a la tension superficielle du liquide et apparaissent progressivement lorsque la vitesse d'impact augmente. Un certain nombre de phenomenes observes, encore inexpliques, pourraient etre lies aux premiers instants de l'impact, lorsque la partie inferieure du liquide de la goutte est fortement comprimee


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Informations

  • Détails : 161 P.
  • Annexes : 108 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1995
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