Stimulations electrohydrodynamique et thermique de jets de liquide conducteur

par Bruno Barbet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Pierre Atten.

Soutenue en 1997

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Le travail presente une etude experimentale et theorique des stimulations electrohydrodynamique (ehd) et thermique. Ces stimulations produisent des perturbations qui sont amplifiees (instabilite capillaire) et menent a la brisure du jet a une distance bien definie de l'orifice et a la formation de gouttes calibrees. La stimulation ehd tire parti de la pression electrostatique sur le jet de liquide conducteur induite par un potentiel variable applique sur une electrode proche du jet. Avec plusieurs electrodes, l'efficacite de la stimulation est renforcee lorsqu'il y a synchronisation des effets exerces par chaque electrode mais est diminuee en regime de desynchronisation. Avec un signal sinusoidal simple, la brisure genere une goutte et un satellite. La forme du jet est modifiee en imposant un signal d'excitation plus complexe compose de deux modes (le fondamental et un harmonique 2). Les divers profils de brisure ont ete identifies et repertories en fonction du rapport de l'amplitude et du dephasage relatifs des deux modes. En particulier, les conditions de brisure sans satellite sont bien delimitees. Un autre type de stimulation ehd, intermittent, qui consiste a former une goutte isolee dans un jet continu en appliquant un creneau de tension asynchrone est aussi examine en detail. L'excitation thermique consiste a moduler la temperature et donc les proprietes du liquide. Une etude experimentale approfondie est presentee pour la stimulation thermique externe ou un faisceau laser d'intensite variable parfaitement controlee est focalise a la surface du jet. L'energie lumineuse absorbee induit une modulation de la tension superficielle. Il ressort que cette stimulation est equivalente a la stimulation ehd et permet de controler de facon analogue la forme du jet. De plus, il est montre que l'origine de la stimulation est l'effet marangoni (forces de surface tangentielles a l'interface). Enfin, une etude preliminaire de la stimulation thermique interne (chauffage du liquide a l'interieur du canal de buse par une resistance electrique) indique que l'on peut aussi stimuler le jet, ce qui ouvre des perspectives scientifiques et techniques.


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  • Détails : 212 P.
  • Annexes : 73 REF.

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