Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 5 VALIDATIONS EXPERIMENTALES10.95Acétone 25% - Ethanol 75%0.350.3(Dg /Dg 0) 20.90.850.80.750.70.650.6ExpérienceDiffusion infinieDiffusion limitéeDiffusion effective0 0.5 1 1.5t /Dg 2 0 (s/mm 2 )K (mm 2 /s)0.250.20.150.10.050ExpérienceDiffusion infinieDiffusion limitéeDiffusion effective0 0.5 1 1.5t /Dg 2 0 (s/mm 2 )10.9Ethanol0.30.25(Dg /Dg 0) 20.80.70.60.50.40.3ExpérienceDiffusion infinieDiffusion limitéeDiffusion effective0 0.5 1 1.5 2 2.5 3t /Dg 2 0 (s/mm 2 )K (mm 2 /s)0.20.150.10.050ExpérienceDiffusion infinieDiffusion limitéeDiffusion effective0 0.5 1 1.5 2 2.5 3t /Dg 2 0 (s/mm 2 )Figure 5.5 : Evolution de la taille de la goutte (à gauche) et de la constante d’évaporation K (à droite)pour chaque mélange acétone / éthanol en fonction du tempsComme pour les mélanges d’éthanol et de 1-butanol, tous les modèles sont capables deprédire précisément l’évolution de la taille de la goutte pour tous les liquides, à l’exception del’éthanol pur, alors que dans l’étude précédente les résultats pour ce composantcorrespondaient très bien (Figure 5.2). Les modèles ont donc bien simulé la croissance de laconstante d’évaporation avec l’augmentation de la concentration d’acétone. Il est doncnécessaire d’identifier quelle(s) propriété(s) physique(s) influe(nt) sur la vitesse d’évaporationde la goutte, ce qui sera effectué par la suite.Le constat déjà effectué auparavant avec les mélanges d’éthanol et de 1-butanol concernantles débits de vapeur pour chaque espèce est semblable ici. Si tous les modèles prévoient desévolutions de taille de gouttes très proches, les débits de vapeur diffèrent (Figure 5.6). Lesécarts sont toutefois plus limités ici, car la différence de température d’ébullition entre lesdeux composants n’est que de 22,1°C contre 39,4°C pour les mélanges d’éthanol et de 1-butanol. Cela se traduit donc par une chute bien moins brutale de la fraction massiqued’acétone liquide à la surface de la goutte (Figure 5.7 à droite) et donc des gradients deconcentration moins intenses et une meilleure concordance entre les modèles. De plus, lagoutte chauffant beaucoup moins grâce aux températures d’ébullition plus faibles, les148