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

Chapitre 4 : Simulation de l’hydrodynamique et du transfert de masse dans les écoulements de types zone de mélange diphasiquetransport de la concentration et nous avons précisé certains aspects des interactions enécoulements à bulles à forts taux de vide. Ces modèles ont ensuite été mis en œuvre poursimuler des écoulements à bulles (eau-oxygène) de type couches de mélange avectransfert de masse. Les résultats numériques sont ici confrontés aux donnéesexpérimentales présentées au chapitre (3).Après avoir présenté les fermetures implantées dans le code Melodif, nous présentons lesrésultats de ces simulations et discutons l’aptitude des modèles à rendre compte de lacomplexité des écoulements étudiés. Rappelons que dans ces écoulements, que nousavons voulus proches des situations industrielles, les effets de flottabilités sont importantset se traduisent par des modifications profondes des champs moyens et fluctuants del’écoulement diphasique.4.2 Présentation du code Melodif4.2.1 Equations de base du modèle à deux fluidesNous avons présenté dans le chapitre 2 les équations des bilans moyens de masse et dequantité de mouvement dans la phase liquide et dans la phase gazeuse pour desécoulements à bulles ainsi que l’équation de transport de la concentration dans le liquide.Nous rappelons ici ces bilans moyens:Dans le liquide :∂ ∂( 1−α ) + (1 − α)ULi= 0(4.1)∂t∂xi[(1− α)u′′LiuLj] + ρL(1− ) gi+ < MLi>DULi∂ ∂ρL( 1−α)= (1 −α)σij− ρLα(4.2)Dt ∂x∂xDDtjj∂ ⎡ ∂C⎤L ' '(1 −α )( CLULi)= ⎢(1−α)(DL− cLuLi)⎥+ < KL>(4.3)∂xi⎢⎣∂xi⎥⎦où α est le taux de présence de la phase gaz.Dans le gaz :∂ ∂α + αUGi= 0(4.4)∂t∂xidUGi∂ ∂ρ ′ ′Gα= α σij− ρG[ αuGiuGj] + ρGαgi+ < MGi>(4.5)dt ∂x∂xjj101