Étude expérimentale et numérique du drainage du film liquide entre deux interfaces déformables

Experimental and numerical study of the drainage of the liquid film between two deformable interfaces

• Auteur / Autrice : Evert Klaseboer
• Direction : Christophe Gourdon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Gouttes

Interfaces liquide-liquide

Résumé

Le travail de cette these s'inscrit dans le cadre de la modelisation de la coalescence entre deux gouttes dans un fluide environnant. L'interet de cette etude s'est porte sur le drainage du film mince separant les deux gouttes. Nous avons developpe un modele de drainage qui permet aussi de decrire le rebond d'une goutte contre une paroi solide. Le travail de ce memoire comporte trois parties : - dans la premiere partie, le drainage du film entre deux gouttes sans transfert de masse est etudie. Dans ce but, des experiences ont ete realisees avec deux gouttes placees dans deux tubes creux et immergees dans un autre liquide. Nous imposons une vitesse relative d'approche des deux gouttes constantes. A l'aide d'une methode interferometrique, l'epaisseur relative du film a ete mesuree en fonction de la coordonnee radiale et du temps. En modifiant le protocole operatoire, les epaisseurs absolues ont pu egalement etre determinees. Cette premiere etude a permis de mettre en evidence l'immobilite des interfaces film - goutte lorsque la coalescence est realisee sans transfert de masse. Cette immobilite pourrait etre due a la presence de surfactants. - la deuxieme partie est consacree a l'etude du drainage du film entre deux gouttes en presence de transfert de masse d'un solute. Contrairement au cas sans solute, les interfaces film - goutte sont mobiles. Une faible difference de concentration en solute va provoquer des gradients de tension interfaciale, qui a leur tour vont induire un mouvement tangentiel de l'interface (effet marangoni). Selon le sens du transfert de masse, ces effets peuvent accelerer ou retarder le drainage du film. - enfin, l'etude du rebond d'une goutte en mouvement ascendant contre une paroi solide horizontale est abordee. Les trajectoires d'une goutte impactant contre une surface plane dans un fluide au repos sont simulees et comparees avec succes, a des mesures experimentales fournies par la litterature. L'originalite de ce modele repose sur l'introduction, dans l'equation de trajectoire de la goutte, de la force provenant de la pression dans le film exercee sur la goutte deformee au voisinage de la paroi.