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 diphasiqueconcentration lié au pic de turbulence. On remarque aussi, que l'évolution de laconcentration en oxygène dissous est plus rapide pour le temps de contact associé àl'échelle de temps du mouvement relatif que pour le temps de contact associé à l'échellede Kolmogorov. La troisième simulation (ZDM1Bdb18) montre que le modèle de Brauerreproduit bien les résultats expérimentaux dans les noyaux. Nous remarquons aussi que lavaleur du scalaire dans la zone de gradient de vitesse n’est pas bien reproduite dans lessections (x=0.8 m et x=1.2 m). Dans ces simulations, nous avons adopté la diffusionturbulente proposée par Chahed et al. (2003) qui fait intervenir les deux échelles de tempscaractéristiques dans les écoulements à bulles. Mais il est difficile de juger de la valeur dece modèle de diffusion du scalaire à cause de sous estimation de la concentration dans lazone de gradient. Ces faibles valeurs proviennent soit de celles également trop faibles dutaux de vide (figure 4.29 et 4.30) et donc d’une sous-estimation des termes source demasse associés dans la région centrale, soit d’autres effets. En effet, les mesuresexpérimentales de diamètre de bulle dans la zone de gradient présentées sur la figure(3.15) du troisième chapitre, représentent des valeurs plus faibles des diamètres des bullesdans la zone cisaillée et donc une augmentation d’aire interfaciale pourrait être à l’originede cet écart.4.5.6.2 Sensibilité au diamètre des bullesC’est pourquoi pour analyser la sensibilité du transfert d'oxygène au diamètre des bulles,nous avons testé trois diamètres des bulles : d B= 1 .6 , 1. 8 et 1 .9mm. Dans cessimulations, nous avons utilisé le modèle de Brauer pour modéliser le coefficient detransfert de masse. Le tableau 4.5, illustre les conditions de calcul pour tester la sensibilitéau diamètre des bulles. Les résultats de simulations sont représentés sur les figures (4.37)à (4.40).Tableau 4. 5: Conditions de calcul de transfert de masse dans la zone de mélange diphasique zdm1 :sensibilité au diamètre des bulles.SimulationsTermes nonlinéairesC11= C 22Force de portanceCLForce deMasse ajoutéeCMdiamètre desbullesd (mm)ZDM1Bdb16 3-9 0.25 0.5 1.6ZDM1Bdb18 3-9 0.25 0.5 1.8ZDM1Bdb19 3-9 0.25 0.5 1.9B134