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 diphasique1.61.41.2exp x= 50 cmZDM2SIM0ZDM2SIM1ZDM2SIM21U L(m/s)0.80.60.40.20-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15y (m)Figure 4. 48: Profils de vitesse moyenne dans l’écoulement de zone de mélange à bulle à x=0.50 m.Comparaison des résultats numériques avec les résultats expérimentaux (zdm2).L’examen des figures (4.47) et (4.48) montre que les profils de vitesse moyenne dans leliquide dépendent nettement de la prédiction du taux de présence. D’une façon généralecomme dans le premier écoulement à plus faible taux de vide, le modèle rend bien comptede l’accélération du liquide dans les noyaux à bulles sous l’effet de l’allègement dumélange diphasique. De même dans les noyaux monophasiques, la décélération est biengénérée. Cependant, les simulations qui surestiment la vitesse relative des bulles, sousestimentdans le même temps le taux de vide et produisent des vitesses moyennes duliquide plus faibles en comparaison avec les valeurs mesurées dans les noyauxdiphasiques, (ZDM2SIM0 et ZDM2SIM1). Ce résultat est dû à la sous-estimation del’effet de flottabilité fortement lié à la prédiction du taux de présence qui est sous-estiméedans la zone diphasique. La simulation ZDM2SIM2 qui réussit à reproduire la réductiondu glissement améliore la prédiction du taux de vide et produit des profils de vitessemoyenne qui concordent mieux avec les résultats expérimentaux. En frontière de la zonediphasique, les gradients de vitesse, et donc la largeur de la zone de mélange, sont assezbien reproduits.4.6.5 Profils de turbulenceNous confrontons dans les figures (4.49) et (4.50), les résultats numériques des troissimulations présentés dans le tableau 4.6 avec les résultats expérimentaux concernantl’énergie cinétique turbulente totale dans la zone de mélange diphasique à fort taux devide successivement dans les sections x = 30 et 50 cm .144