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 diphasiquemodèle permet de la transporter correctement. Il serait également possible de la générerdepuis l’entrée, à condition toutefois de prendre en compte les effets de sillages, et enadaptant donc le terme source de l’énergie cinétique pseudo-turbulente comme dansChahed et al., (2004).On note un écart entre les profils calculés et les profils qui représentent les donnéesexpérimentales. Cependant, comme pour les simulations de l’écoulement monophasique,3 '2on compare l’énergie turbulente produite par le modèle à la mesure de uL. Si l’écart2entre les simulations et les mesures semble s’accentuer en écoulement diphasique, cecipeut s’expliquer, au moins en partie, par l’important montant de l’énergie pseudoturbulentequi est fondamentalement anisotrope. Une partie de l’écart est certainementégalement liée à un défaut de prédiction du taux de vide ou de la vitesse relative dont lesvariations peuvent affecter le montant énergétique de la pseudo-turbulence ou du termesource dans l’équation de k S. Nous avons remarqué précédemment que la prédiction dutaux de vide est quasi-satisfaisante. Il semble donc plutôt que la prédiction de la vitessemoyenne relative ou le modèle de terme source de kSrestent à améliorer.Dans ces simulations, la vitesse relative des bulles à l'entrée de l'écoulement est priseégale à sa valeur limite. Nous constatons qu’elle reste constante dans tout le domaine del'écoulement, c'est-à-dire qu’elle est peu sensible aux effets d’accélération spatiale (figure4.21). Dans ces conditions, le terme de production dans l'équation de transport de lapseudo-turbulence reste faible et la pseudo-turbulence, non dissipative, estessentiellement convectée et diffusée (figure 4.22).U R=U G-U L(m/s)0.50.450.40.350.30.250.20.15exp x= 5 cmexp x= 20 cmexp x= 50 cmexp x= 80 cmexp x= 120 cmsim x= 5 cmsim x= 20 cmsim x= 50 cmsim x= 80 cmsim x = 120 cm0.10.050-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15y (m)Figure 4. 21 : Profil de la vitesse relative dans l’écoulement de zone de mélange à bulle (zdm1) àdifférentes sections. Comparaison des résultats numériques avec les résultats expérimentaux.121