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44 Chapitre I : Etude bibliographique
élevée, comme c’est le cas pour les petites particules, il y a un phénomène de
perturbation du jet de plasma par le gaz porteur ce qui souligne la difficulté
d’injecter des petites particules.
I.4.2.2 Les transferts plasma-particules :
Les échanges de quantité de mouvement et de chaleur plasma-particules sont difficiles
à définir compte tenu des couplages existants entre distributions de température et de vitesse
pour le plasma et les particules ainsi que les gradients de températures, les problèmes
d’évaporation et de raréfaction.[Bourdin et al, 1983], [Boulos et al, 1997]
De nombreux modèles de transfert de chaleur et de quantité de mouvement plasmaparticules
ont été développés ces dernières années. Ces modèles ont permis de tirer les
conclusions suivantes :
a) Transfert de quantité de mouvement :
La vitesse atteinte par les particules dépend de la vitesse du plasma mais aussi de sa
viscosité par le biais du coefficient de traînée (plus le plasma est visqueux plus les particules
approchent de la vitesse du gaz), cependant il est nécessaire de tenir compte de l'effet de
raréfaction ou effet Knudsen et de l’évaporation de la particule qui peuvent réduire très
sensiblement le transfert de quantité de mouvement plasma–particules selon la taille des
particules (dans un plasma thermique, le libre parcours moyen est de l’ordre du µm et, pour
les petites particules de diamètre inférieur à 20µm, l’hypothèse du régime continu est caduque
et il est alors nécessaire d’introduire un coefficient correctif au coefficient de traînée
surestimé dans l’approximation des milieux continus) [Li, 1998]
L’accélération des particules est régie par différentes forces qui sont entre autres :
• La force de traînée (qui est prépondérante)
• La force d’inertie
• La force de gravité
• La force due au gradient de pression
L’accélération des particules découle de la solution de Stockes pour un écoulement autour
d’une sphère et est donnée par (I-17).