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 diphasiqueavons adopté une procédure de définition de ces conditions d’entrée qui doit pouvoir êtregénéralisée à d’autres types d’écoulements. Comme l’entrée du domaine de calcul estdans une zone où les bulles ont déjà atteint une vitesse relative proche de la vitesse limited’ascension, et que la turbulence en entrée est déjà constituée d’une partie turbulente ( k 0)et d’une partie pseudo-turbulente ( kS), il faut pouvoir déterminer de la manière la plusobjective possible, la part d’énergie cinétique associée à l’une et l’autre forme del’agitation.Comme pour les simulations de l’écoulement monophasique, la turbulence est supposéeisotrope et l’énergie turbulente ( k ) est exprimée en fonction de la composantelongitudinale de la variance des fluctuations de vitesse ( u ), la seule mesurée dans nosexpériences (équation 4.15). Nous considérons que la partie turbulente dans le noyaudiphasique peut être extrapolée à partir des mesures d’intensité turbulente longitudinaledans le noyau monophasique de l’écoulement, parce que les conditions de construction enamont sont similaires, et que les vitesses sont dans des gammes comparables. Lacontribution de l’énergie turbulente ( k 0) dans l’écoulement est alors exprimée par :( 0.035U ) 2Lk = (4.18)0*où le coefficient 0.035 est une moyenne de l’intensité turbulente mesurée en entrée dansle noyau monophasique.Le pic de l’énergie turbulente ( k 0) est ajusté dans la zone des gradients de vitesse. Lacontribution pseudo-turbulente ( kS) est alors définie en entrée par différence entrel’énergie turbulente totale ( k ) et la partie turbulente ( k 0) :'2Lk S= k −(4.19)k 0La figure 4.7 montre la décomposition de l’énergie cinétique d’agitation totale en énergieturbulente et en énergie pseudo-turbulente qui ont été prises comme conditions d’entréedans ces simulations.111