Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 3 : Expérimentation et résultats3.5.6 Concentration d’oxygène dissous :Le traitement des signaux issus de la sonde d’oxygène permet d’obtenir les concentrationsmoyennes locales d’oxygène dissous. La figure ci-dessous représente les profils desconcentrations moyennes locales en oxygène dissous dans les trois sections de mesurex=10, 30 et 50 cm. Cette mesure de la concentration moyenne d’oxygène dissous dans unécoulement à fort taux de vide c’est avérée délicate. En effet, la concentration moyennedans le noyau monophasique a changé entre la mesure pour les sections (x=50 cm, 30 cm)d’une part, et x= 10cm d’autre part. En fait, nous avons effectué les mesures dans l’ordresuivant x= 50cm, x=30 cm et enfin x=10 cm. C’est dans l’intervalle de temps entre lesdeux derniers profils que ce décalage a eu lieu. Le planning de la thèse ne nous a paspermis de refaire cette dernière section. Ce décalage n’est pas du à une évolutiontemporelle de la concentration moyenne dans l’eau de la cuve. L’uniformité dans unnoyau monophasique à x fixé montre que sur le temps de mesure il n’y a pas d’évolutiondes conditions d’entrée, cela indique donc qu’on a plutôt un décalage global de la mesureà la section x=10cm. Ce décalage provient certainement de la chaîne électronique.Malgré tout, plusieurs remarques à un peuvent être faites. On remarque tout d’abord queles profils de concentration suivent de près les profils de taux de vide (figure 3.37). Onnote ensuite que l’essentiel du gradient de concentration entre le noyau diphasique et lenoyau monophasique se construit avant x=10 cm. Le transfert de masse est doncparticulièrement efficace dans les toutes premières sections. Au-delà de x=10cm, lavariation longitudinale de la concentration moyenne en oxygène dans le noyau diphasiqueest très faible même si les concentrations restent éloignées de leur valeur à saturation avecl’oxygène (de l’ordre de 50 mg/l). Des temps de séjour faibles associés aux grandesvitesses des bulles, expliquent, au moins en partie, que cet écoulement à fort taux de viden’ait finalement pas un transfert de masse beaucoup plus efficace que l’écoulement àfaible taux de vide présenté précédemment.Nous avons été amenés à corriger le décalage de la concentration à la section x=10cmpour la comparaison entre les expériences et les simulations dans ce cas d’écoulement(voir chapitre 4).97