Recherche Avancée

Thèse soutenue

Effet de surfactants sur le déplacement d'une grosse bulle dans un écoulement capillaire

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Auteur / Autrice : Guifan Chu
Direction : Dominique Barthès-Biesel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des Procédés Industriels
Date : Soutenance en 1991
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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La présence des molécules tensioactives dans le liquide ou circulent des bulles d'air modifie profondément l'hydrodynamique du système. Ces molécules vont s'adsorber à l'interface et sont convectées par l'écoulement. Elles s'accumulent donc à l'arrière du manchon. Ceci résulte en un gradient de tension de surface qui retarde le déplacement de la bulle. La perte de charge induite par la bulle augmente avec la vitesse de l'écoulement pour aboutir à un plateau; elle croît avec la concentration volumique en substances tensioactives et atteint une valeur maximale au niveau de la concentration micellaire critique (CMC), puis décroît rapidement lorsque la concentration dépasse la CMC. Pour un surfactant ionique à longue chaine, le processus de l'adsorption-désorption est très rapide à haute concentration, et l'interface se remet en mouvement. En tenant compte les phénomènes physicochimiques à l'interface, nous avons modélisé le problème sans chercher à le linéaliser autour de l'équilibre, et nous avons développé une théorie hydrodynamique et physicochimique de l'écoulement bouchon en utilisant une méthode de perturbation. Les prédictions du modèle s'accordent bien avec les mesures expérimentales, ce qui nous confirme nos hypothèses sur le comportement de l'interface.