Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 5 VALIDATIONS EXPERIMENTALES1.E+06Chaleur latente d'évaporation(kJ/kg)1.E+068.E+056.E+054.E+052.E+050.E+00AcétoneEthanol0 20 40 60 80 100Température (°C)Figure 5.8 : Evolution de la chaleur latente d’évaporation de l’acétone et de l’éthanol en fonction de latempératureCette différence peut expliquer l’écart sur la constante d’évaporation entre les deuxcomposants. Lorsque les composants purs s’évaporent dans une ambiance à températureélevée, la chaleur perçue par la goutte en provenance du milieu ambiant est assez proche quelque soit le composant, à condition que la température de la goutte reste du même ordre degrandeur. Une partie de la chaleur est utilisée pour chauffer la goutte et l’autre pour évaporer(ce qui correspond à la chaleur latente d’évaporation). Plus la température de la goutteaugmente, plus la chaleur perçue par la goutte diminue et plus la goutte consomme d’énergiepour vaporiser, puisqu’elle s’évapore plus. La goutte finit donc par atteindre une températured’équilibre ou de « saturation » lorsque toute la puissance reçue par la goutte est consomméepour s’évaporer. Cette température est donc forcément liée à la chaleur latente d’évaporation.Si cette dernière était plus faible, évaporer une certaine quantité de masse liquideconsommerait moins d’énergie, la température d’équilibre serait plus élevée et donc la gouttes’évaporerait plus vite. A l’inverse, si la chaleur latente d’évaporation était plus importante, latempérature d’équilibre diminuerait et la goutte s’évaporerait moins rapidement.Pour vérifier cette affirmation, une étude numérique est effectuée. Le modèle à diffusioneffective est utilisé pour simuler à nouveau l’évaporation de la goutte d’acétone pur dans lesconditions expérimentales, mais en doublant et en divisant par deux la chaleur latented’évaporation lv (égale à 5,01.10 -5 kJ/kg à la température normale d’ébullition).150