Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

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CHAPITRE 6 EVAPORATION DE CARBURANTS6.4 ConclusionLes différents modèles développés ont été testés et comparés pour différents carburants réels(essence, kérosène et gasoil). Pour une évaporation à faible température ambiante, les liquidesmono-composants ne peuvent reproduire le phénomène de distillation des carburants. Dansces conditions, les modèles à composants discrets sont très exigeants en temps de calcul etsont assez instables, contrairement aux modèles à thermodynamique continue bien plusrapides et plus stables. De plus, en utilisant notre nouvelle corrélation pour la pression devapeur saturante définie dans le chapitre 4, les prévisions restent proches de celles donnéespar les modèles à composants discrets.L’évaporation dans ces conditions est suffisamment lente pour que les gradients detempérature et de compositions soient quasiment nuls et les modèles à diffusion infinie etlimitée fournissent des résultats identiques.Pour une évaporation à température ambiante élevée, les modèles à thermodynamiquecontinue s’accordent toujours correctement avec les modèles à composants discrets.Cependant, des différences font leur apparition entre les modèles à diffusion infinie et limitéepour les débits de vapeur pour chaque espèce. Ces écarts sont d’autant plus importants que lesespèces vaporisent tôt dans la durée de vie de la goutte. Pour le kérosène, ils sont surtoutprésents pour les composants volatiles minoritaires. Par contre, certains composantsmajoritaires de l’essence sont très volatiles et leur débit de vapeur diverge. D’autres calculsmontrent que les différences entre les deux modèles de diffusion s’amenuisent avecl’augmentation de la pression ambiante et la diminution de la température ambiante.Le temps de calcul pour les modèles à composants discrets sont également très longs dans cesconditions. Les modèles à thermodynamique continue les diminuent, mais ils restent tout demême plusieurs fois plus longs que ceux des liquides mono-composants.Des simplifications ont été tentées pour réduire ces temps de calcul. La première n’affecte pasla précision du modèle mais le gain en temps de calcul n’est pas réellement convaincant. Aucontraire, grâce à la seconde simplification, le temps de calcul n’est même pas doublé parrapport au modèle pour une goutte mono-composant tout en gardant une bonne précision,hormis la composition de la vapeur des groupes de composants minoritaires.Evidemment, d’innombrables autres simplifications sont possibles et ne peuvent être toutesétudiées. Citons par exemple pour les modèles à composants discrets, l’utilisation descorrélations des modèles à thermodynamique continue pour le calcul des propriétésphysiques. Cela éviterait de calculer les propriétés de chaque composant puis d’appliquer leslois de mélange souvent exigeantes en temps de calcul. Toujours avec les modèlescomposants discrets, les espèces pourraient encore être groupées par classe de volatilité afin194
CHAPITRE 6 EVAPORATION DE CARBURANTSde réduire leur nombre. La description complète des différents modèles ainsi que laprésentation des nombreuses corrélations de propriétés physiques données dans l’Annexe Apermettent de nombreuses combinaisons de simplifications et ainsi de calculer avec unebonne précision l’évolution de la grandeur physique souhaitée.195
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