Les ultrasons en procédés polyphasiques: transfert Gaz-Liquide ...

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Les ultrasons
vapeur de liquide et du gaz dissous diffusent dans la bulle. Pg est la pression du gaz
qui serait en équilibre avec Cg, concentration au sein du liquide, Pg et Cg sont liées
par la loi de Henry. Le phénomène inverse se produit pendant la phase de
compression. On comprend facilement que la taille de la bulle et donc la surface
d’échange disponible pour le transfert est plus grande pendant la phase de détente
que pendant la phase de compression, donc la quantité de matière contenue dans la
bulle (et donc sa taille) augmente avec le temps. Ce phénomène est appelé diffusion
rectifiée [Eller et Flynn, 1964 cités par Ratoarinoro, 1992] [Kapustina, 1973].
On distingue deux sortes de cavitation : stable ou transitoire.
I.2.3/ Cavitation stable
Ce phénomène a lieu à faible intensité ultrasonore [Suslick, 1989], de l’ordre de 1
à 3 W/cm² [Ratoarinoro, 1992]. Dans ce cas, les bulles de gaz vibrent avec une faible
amplitude autour d’une position d’équilibre pendant plusieurs cycles. Les bulles de
cavitation stable peuvent osciller en résonance avec le champ ultrasonore, ou grossir
par diffusion rectifiée et imploser (Figure I-2). L’amplitude d’oscillation des bulles est
faible et leur durée de vie est grande.
I.2.4/ Cavitation transitoire
Ce phénomène a lieu à forte intensité ultrasonore [Suslick, 1989], supérieure à
10 W/cm² [Ratoarinoro, 1992]. Ce type de bulles de cavitation grossit très rapidement
puis implose violemment. Leur durée de vie n’excède pas quelques cycles et parfois
même pas la fin d’un seul cycle. L’implosion de ces bulles conduit à la formation de
nouveaux nuclei qui servent de germes de cavitation (Figure I-2).