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 diphasique4.4.2 Profils de vitesse moyenneLa figure (4.4) présente les profils de vitesse dans les sections x = 12. 25cm, x = 20cm,x = 45cm et x = 67cm. Les profils expérimentaux dans les mêmes sections sont rapportésdans la même figure. Cette figure montre une bonne correspondance entre les résultatsnumériques et les mesures expérimentales de vitesse moyenne de l’écoulement de zone demélange zdm0. Les simulations numériques reproduisent bien le développement desvitesses moyennes dans la couche de mélange monophasique expérimentale. En accordavec la littérature, les profils de vitesse moyenne restent centrés et la zone de mélanges’étend transversalement de façon progressive sous l’action de la diffusion turbulente. Ala section x = 67cm, la largeur de la zone de mélange est de l’ordre de 5 cm en accordavec les expériences et les valeurs estimées à partir de la littérature ( B( x)≈ 0.2λx).0.90.80.7x= 12.25 cmx= 20 cmx= 45 cmx= 67 cm0.6V (m/s)0.50.40.30.20.10-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15y (m)Figure 4. 4: Profils de vitesse moyenne en écoulement de zone de mélange monophasique à différentessections. Comparaison des résultats numériques avec les résultats expérimentaux (zdm0).4.4.3 Profils de l'énergie turbulenteLa figure (4.5) présente les résultats numériques des profils de l’énergie turbulente dansles sections x = 12. 25cm, x = 20cm, x = 45cmet x = 67cm. Pour pouvoir comparer lesrésultats des simulations et ceux issus de la mesure de la variance des vitesseslongitudinales nous avons estimé l’énergie cinétique turbulente expérimentale avec unehypothèse d’isotropie (équation 4.15).Il est évident que dans ces couches cisaillées la turbulence est anisotrope. On sait que lavariance de la vitesse longitudinale est supérieure aux autres variances. L’évaluation del’énergie cinétique turbulente à partir de la variance des vitesses longitudinales surestime108