Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 3 RESULTATS EXPERIMENTAUXFaible évaporation des gouttes dans le milieu ambiantPour la suite, il est important de remarquer que, dans ces conditions, les gouttes s’évaporenttrès peu, même en les injectant à une température élevée. La Figure 3.12 présente des mesuresde diamètre de gouttes d’éthanol effectuées sur le banc de l’ONERA-DMAE. Elles sontinjectées à des températures de 22°C, 44°C et 54°C dans un milieu à 23°C. Les mesures n’ontpu être effectuées pour les premières hauteurs car la non-sphéricité des gouttes après leurinjection ne permet pas de déterminer correctement la valeur du diamètre. Ces résultatsmontrent clairement que le diamètre diminue très peu. De plus, cette diminution n’est passeulement due à l’évaporation. En effet, comme les gouttes refroidissent, leur massevolumique augmente ce qui réduit la taille des gouttes (phénomène inverse de la dilatation).Les réductions de diamètre visibles sur la Figure 3.12 sont donc à la fois due à l’évaporationet au changement de masse volumique. Dans ces conditions, l’évaporation des gouttesd’éthanol est donc extrêmement faible. Les gouttes d’acétone par leur températured’ébullition plus faible s’évaporeront plus, mais la réduction de diamètre restera du mêmeordre de grandeur.97Diamètre Dg (µm)96.59695.59594.5Tinj=54°CTinj=44°CTinj=22°C9493.50 10 20 30 40 50Hauteur h (mm)Figure 3.12 : Evolution du diamètre de gouttes d’éthanol injectées dans le milieu ambiantRésultatsLe refroidissement de l’acétone pur et de deux mélanges, initialement composés en masse de60% d’acétone et 40% d’éthanol puis 40% d’acétone et 60% d’éthanol, est étudié. Lediamètre des gouttes n’a pu être mesuré sur toute la hauteur de mesure. Seul le diamètre initiala pu être déterminé par débitmétrie. C’est à dire que la température d’injection est diminuéejusqu’à environ 20°C pour que l’évaporation des gouttes après l’injection soit encore plusfaible. Les gouttes sont récupérées dans un bêcher de 5ml gradué pendant 60 à 90 secondes.En connaissant le volume de liquide Vol, le temps t l pendant lequel il a été recueilli et lafréquence de génération des gouttes f ex , il est possible de remonter au diamètre des gouttes :102