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Thèse soutenue

Visualisation, granulométrie et évaporation de gouttes et de sprays – Etude dans une atmosphère close et pressurisée

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Auteur / Autrice : Aurélia Lassauce
Direction : Gilles Dusserre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et Génie de l'Environnement
Date : Soutenance le 22/02/2011
Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
Ecole(s) doctorale(s) : ED SIS 488
Jury : Président / Présidente : Valérie Laforest
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Arprin, Pierre Slangen, Laurent Munier, Eric Daniel
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marie Buchlin, Jean-Bernard Blaisot

Résumé

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L’objectif de cette thèse consiste à déterminer l’influence d’une pression ambiante comprise entre 100 à 600 KPa sur l’évaporation d’une goutte, puis sur l’évaporation d’un spray soumis aux mêmes conditions. La première étape consiste à étudier l’influence de la pression ambiante sur l’évolution de la forme, du diamètre, de la vitesse et du débit d’évaporation d’une goutte de liquide en chute libre. Pour cela, une technique de mesure optique a été utilisée et une méthodologie a été développée pour calibrer cette technique de mesure et ainsi minimiser les erreurs de mesures sur la taille des particules. En parallèle, un modèle analytique d’évaporation de gouttes en chute libre a été développé : une attention particulière a été portée sur la détermination d’une corrélation adaptée au calcul du coefficient de traînée afin de tenir compte de l’évolution de la forme des gouttes au cours de leur chute. Ce modèle d’évaporation de gouttes est comparé à un modèle d’évaporation de spray (prenant en compte l’entrainement d’air, la concentration de vapeur au loin de la goutte et l’influence de la pression ambiante) pour montrer les limites du modèle d’évaporation de gouttes lors de son application à l’évaporation d’un spray. La deuxième étape de l’étude a consisté à appliquer les techniques de mesure et d’analyse mises au point précédemment à l’étude de la granulométrie d’un spray pour caractériser l’influence de trois paramètres : la pression ambiante, la pression d’injection du liquide et la nature du liquide. L’analyse des résultats a permis de développer un modèle statistique pour déterminer la granulométrie de ces sprays.