Évaporation de gouttelettes polydispersées dans un écoulement de canal fortement turbulent : analyse de la formation du mélange diphasique par imagerie de fluorescence

Evaporation of polydispersed droplets in a highly turbulent channel flow : analysis of the formation of the mixing in the two-phase flow with fluorescence images

• Auteur / Autrice : Magali Cochet
• Direction : Rudy Bazile
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des fluides
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Évaporation

Mots clés libres

Piv

Mélange diphasique

Plif

Brouillard de gouttelettes

Turbulence homogène isotrope

Résumé

Nous présentons ici une expérimentation modèle pour l'étude d'écoulements diphasiques turbulents non réactifs en évaporation. Un banc d'expérimentation modèle est conçu pour créer un écoulement porteur turbulent, homogène et isotrope, qui a été caractérisé par P. I. V. Un système d'injection crée un brouillard de gouttes dispersées par l'écoulement. L'étude de l'évaporation est réalisée par PLIF, qui permet de déterminer des concentrations de vapeur, et a été adaptée à un écoulement diphasique. On s'est d'abord intéressé à la répartition spatiale des gouttes. Si celles-ci occupent toute la section de la veine, les répartitions présentent des écarts par rapport à une distribution, indiquant l'existance d'amas de gouttes qui peuvent freiner l'évaporation. Enfin, l'étude de l'évaporation pour un cas de référence a été réalisée. L'évolution du débit massique de vapeur est mise en relation avec des modèles simples. Les fluctuations de concentrations permettent égaelment d'étudier le mélange.

This study focuses on the realisation of a model experimentation for the study of evaporating non-reactive turbulent two-phase flows. A model test bench is conceived which is able of producing a homogeneous isotropic turbulent two-phase flows. It was caracterised with PIV. An injection device generate a droplets mist which is dispersed in the flow. The evaporation is studied by PLIF which was adapted to two-phase flows to determine the vapour concentrations. First, the spatial repartition of droplets was studied. It was shown that these repartitions exhibit high deviations to the Poisson law, thus pointing to the existence of droplets clusters that can slow evaporation. Eventually evaporation was studied for one case and compared to simple models. The concentration fluctuations allowed the analysis of the mixing.