Chapitre 4Condensation en film liquide de lavapeur d’eau avec forte concentrationdu gaz non condensable4.1 IntroductionDans ce chapitre nous analysons les résultats obtenus par l’utilisation d’une méthodeaux différences finies implicites. Dont les principes ont été donnés dans le chapitre précédent.Nous avons développé un code de calcul capable de traiter l’écoulement diphasiqueavec changement de phase lors de la condensation d’un mélange gazeux air-vapeur d’eauen film liquide ruisselant le long d’un tube vertical. Le maillage utilisé n’est pas uniforme,il s’agit donc d’examiner numériquement la stabilité du calcul ; pour vérifier l’exactitudede la procédure numérique retenue. Les résultats sont validés avec des mesures expérimentaleset numérique disponible dans la littérature.4.2 Stabilité de calculUne étude préliminaire du choix de maillage de calcul est nécessaire lorsqu’on utiliseune méthode basée sur les différences finies. Les maillages qui ne sont pas suffisammentfines génèrent des erreurs, notamment dans les zones à forte gradients. Pour cette raison,on adopte un maillage à pas variable avec une progression géométrique afin d’augmenterle nombre des noeuds à l’interface liquide-vapeur et à l’entrée. Il s’agit donc de trouver
4.3 Validation du modéle 72TAB. 4.1 – Comparaison du nombre de Nusselt local Nu z le long du tube pour différentsmaillages81 × (51 + 31) 131 × (61 + 41) 131 × (81 + 31) 131 × (91 + 41) 201 × (121 + 61)0, 0315 93, 35 92, 66 92, 40 92, 46 92, 050, 120 64, 43 64, 10 63, 93 63, 94 63, 680, 2024 57, 02 56, 86 56, 71 56, 72 56, 570, 5091 51, 20 51, 20 51, 07 51, 08 50, 980, 7548 48, 20 48, 13 48, 02 48, 02 48, 011 45, 55 45, 3 45, 22 45, 22 45, 12un optimum entre le temps de calcul et la précision. La stabilité au calcul à été analysépar le choix d’un ensemble de 5 grilles. Leur finesse varie entre 81 × (51 + 31) noeuds et201 × (121 + 61) noeuds. Le tableau 4.1 donne la variation du nombre de Nusselt localNu z en fonction du nombre de points choisis, suivant la direction axiale (I) et la directionradiale, respectivement dans le gaz (J) et dans le liquide (K). L’erreur moyenne entre lesdifférentes grilles ne dépasse pas 3%, donc la grille optimum nous a conduit à retenir lemaillage 131 × (91 + 41).4.3 Validation du modéleLes résultats du modèle de calcul à été validé avec ceux de la littérature afin de vérifierl’exactitude de la procédure numérique développée. La première comparaison est faiteavec l’étude expérimentale de Lebedev et al.[47] dans le cas de la condensation d’unefaible concentration de vapeur dans le mélange gazeux le long d’un canal rectangulairede 0, 02m de largueur, 0, 15m de hauteur et 0, 6m de longueur. Le modèle est comparéégalement avec l’étude numérique de Dharma et al. [48] dans le cas de la condensationdans un tube verticale. La figure 4.1 montre la variation du coefficient d’échange localen fonction de l’humidité absolue pour deux vitesses d’entrées. Nos résultats sont en bonaccord avec les deux travaux en particulier avec l’étude expérimentale de Lebedev etal. [47]. La figure 4.2 illustre la variation du nombre de Nusselt sensible moyenne en