Modélisation de l'évaporation de gouttes multi-composants

CHAPITRE 1 ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEl’énergie apportée par ce transfert thermique soit plus importante que celle nécessaire à lavaporisation. Dans le cas contraire, la goutte refroidit.Si la température de surface de la goutte est supérieure à celle du milieu au loin, le transfertthermique a alors lieu de la surface de la goutte vers le milieu au loin. Ce transfert thermiqueet la consommation d’énergie pour l’évaporation (chaleur latente d’évaporation) refroidissentalors la goutte.Hypothèses :Les hypothèses présentées ci-dessous sont celles considérées par Nje Nje [1].1. Le diamètre des gouttes est suffisamment faible (de 25 à 235 μm dans ces travaux)pour rester sphériques et le liquide est suffisamment loin de son point critique. Deplus, en l’absence de convection forcée à l’extérieur de la goutte et pour des gouttessuffisamment petites pour négliger les effets de la gravité, les processus de transportde masse et d’énergie sont à symétrie sphérique.2. La diffusion de la masse est représentée par une loi de diffusion binaire (loi de Fick) etla loi de diffusion de la chaleur, par la loi de Fourrier.3. L’interface liquide-vapeur est en équilibre thermodynamique.4. La phase gazeuse est constituée d’un mélange idéal de gaz parfaits. Il n’y a donc pasde réaction chimique dans le gaz.5. La solubilité du gaz ambiant dans le liquide est négligeable.6. La phase liquide est constituée d’un mélange de liquides idéaux. Il n’y a donc pas deréaction chimique entre les différentes espèces du liquide.7. Il y a continuité de la pression à l’interface.Il résulte des hypothèses 3 à 7 que la pression partielle de vapeur dans le gaz au voisinage del’interface est prise égale à la pression de vapeur saturante du liquide (loi de Raoult).8. La pression est uniforme dans le gaz.9. Les transferts radiatifs entre la goutte et son entourage sont négligés.10. La phase gazeuse est quasi-stationnaire, ce qui implique que l’écoulement et lestransferts de masse et d’énergie s’adaptent instantanément aux conditions limiteslocales et aux dimensions de la goutte.11. Les propriétés physiques de la phase gazeuse sont calculées à un état de référence.Il existe des méthodes bien distinctes pour modéliser l’évaporation de gouttes multicomposants.La première utilise des "composants discrets" et considère chaque composant dela goutte, la seconde applique une technique dite de "thermodynamique continue" quireprésente la composition du mélange par des fonctions de distribution. Il existe une troisième21