Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 5 VALIDATIONS EXPERIMENTALES5.1 Comparaison de l’évolution du diamètre des gouttes5.1.1 Etude des mélanges éthanol / 1-butanolConditions initiales et conditions à l’infini pour les modèles numériquesPour les modèles d’évaporation, il est nécessaire de fixer les conditions initiales du liquide(c’est à dire les conditions au bord d’attaque de la plaque chauffante et non à la sortie del’injecteur) : le diamètre de la goutte, sa température et sa composition.Le diamètre initial est celui mesuré au bord d’attaque de la plaque. La température initiale (aubord d’attaque de la plaque) n’est pas connue. Il a été observé dans le Chapitre 3 que lesgouttes refroidissent lorsqu’elles sont injectées dans un milieu à faible température. Or, ici, lesgouttes parcourent 43mm avant d’atteindre le bord d’attaque de la plaque. Elles sont en forteinteraction à l’injection et atteignent le bord d’attaque en configuration de goutte isolée. Il estalors légitime de penser qu’elles refroidissent entre l’injecteur et le bord d’attaque.Cependant, la présence de la plaque chauffe l’ensemble du système par conduction dans lesparties métalliques du déviateur et du système de soutien de la plaque chauffante. Il estd’ailleurs impossible de toucher l’anneau de charge du déviateur sans se brûler, alors qu’il setrouve à 40mm du bord d’attaque de la plaque chauffante. Ces éléments à haute températurecontribuent donc à chauffer l’air entre l’injecteur et le bord d’attaque de la plaque et donc àlimiter le refroidissement de la goutte, ou même la chauffer, sur cette distance. Il est doncdifficile d’estimer la température initiale de la goutte. Une température initiale (au bordd’attaque de la plaque) comprise entre 20 et 25°C est donc choisie pour tous les mélangesd’éthanol et de 1-butanol, ce qui donne de bons résultats.D’autres calculs ont été effectués avec une différence de 10°C sur la température initiale. Unécart inférieur à 1µm a été observé sur les résultats finaux du diamètre. De plus, cettetempérature initiale n’a aucune influence sur la constante d’évaporation, sauf pendant lapériode de chauffage la durée est relativement limitée. En fait, changer la température initialerevient quasiment à translater la courbe de l’évolution du diamètre.La composition initiale (au bord d’attaque de la plaque) de la goutte est, elle aussi, inconnue.L’évaporation de gouttes étant faible entre l’injection et le bord d’attaque, elle peut êtreconsidérée comme égale à celle à la sortie de l’injecteur.La température ambiante utilisée dans le modèle numérique est donnée par le profil detempérature trouvé expérimentalement à 0,8mm de la plaque chauffante. Ce dernier estexprimé sous la forme d'un polynôme du sixième ordre représenté en noir sur la Figure 5.1.142