Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 5 VALIDATIONS EXPERIMENTALESFigure 5.11 : désintégration du jet liquide en gouttes en sortie d’injecteurCela peut donc expliquer la différence entre les résultats numériques et expérimentaux. Lesmesures à 1, 2 et 3mm de l’injecteur ont été effectuées sur le jet liquide puisque la techniqueFIL, par son principe, le permet. Les signaux de fluorescence ainsi acquis apparaissent alorscontinus. A partir de 4mm, le jet est désintégré en gouttes qui ne sont pas encore sphériques.L’évaporation (et donc le chauffage et le refroidissement) d’un liquide dépend du rapport S/Vde la surface de l’interface liquide-gaz sur le volume de liquide. Pour une goutte parfaitementsphérique de diamètre Dg, ce rapport s’écrit :2S πDg6= =(5.3)3V π Dg 6 DgPour un jet liquide de diamètre Dj et de longueur Lj :S πDjLj4= =V π2Dj Lj 4 Dj(5.4)CommeDg≈ 2Dj, pour le jet liquide :SV≈ 8Dg(5.5)Le rapport S/V pour le jet liquide est donc plus important que celui de la goutte, ce quiexplique le refroidissement plus important durant les quatre premiers millimètres. Pour le casétudié, ce rapport est égal à 5,37.10 4 m -1 pour la goutte et 8.10 4 m -1 pour le jet liquide, soit 49%de plus.Deux calculs sont à nouveau effectués à partir de la sortie de l’injecteur jusqu’à 4mm, mais enchoisissant un diamètre initial de la goutte de sorte à obtenir un rapport S/V égal à celui du jet.Ce diamètre est donc égal à 75µm. Le premier considère toujours le facteur correctif η(équation (5.2)) pour tenir compte des interactions entre gouttes, l’autre non. La chute detempérature est cette fois plus brutale et les pentes deviennent comparables à celle observéeexpérimentalement (Figure 5.12). Ceci n’est en aucun cas une validation car, par leur forme,une goutte ne s’évapore et ne refroidit pas exactement comme un jet liquide, mais les ordresde grandeur doivent être comparables.154