Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 7 COMBUSTION D’UN BROUILLARD DE GOUTTES MULTI-COMPOSANTS7.2.2 Influence du modèle d’évaporationDans ce chapitre, le modèle à diffusion effective sert à déterminer la quantité de vapeurfournie à la phase gazeuse. Des hypothèses de profils uniformes pour la température ou lacomposition dans la goutte sont tout de même testées dans des conditions identiques à cellesde la partie précédente. Quatre cas sont alors étudiés :température et composition non uniformes dans la goutte (diffusion effective) température uniforme et composition non uniforme dans la goutte (diffusion effective +température uniforme) température non uniforme et composition uniforme dans la goutte (diffusion effective +composition uniforme)température et composition uniformes dans la goutte (diffusion infinie).Il a été montré dans le Chapitre précédent que, pendant la période de chauffage de la goutte,l’hypothèse de température uniforme du liquide dans le modèle à diffusion infinie sous-estimela valeur de la température de surface et donc le débit de vapeur. Plus de temps est doncnécessaire pour atteindre une concentration de vapeur suffisante et ainsi allumer le nuage degoutte. Que la composition de la goutte soit uniforme ou non, l’hypothèse de températureuniforme dans la goutte retarde donc l’allumage (Figure 7.4). Ce retard augmente avec laproportion initiale de n-decane (composant le moins volatile) dans la goutte. Moins uncomposant est volatile, plus il doit chauffer pour s’évaporer et plus la température de surfaceest sous-estimée par l’hypothèse de température uniforme dans la goutte, ce qui favorise leretard à l’allumage. En passant d’un profil de température non-uniforme à un profil uniforme,l’augmentation du délai d’allumage varie alors de 11,8% pour le n-hexane pur à 21,5% pourle n-decane pur.1816Délai d'allumage (ms)14121086420Diffusion effectiveDiffusion effective + température uniformeDiffusion effective + composition uniformeDiffusion infinie0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Fraction massique initiale de n-hexaneFigure 7.4 : Délai d’allumage du nuage en fonction de la fraction massique initiale de n-hexane dansles gouttes pour différents profils de la température et de la composition de la phase liquide208