Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...
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Chapitre 4 : Simulation <strong>de</strong> l’hydrodynamique <strong>et</strong> <strong>du</strong> <strong>transfert</strong> <strong>de</strong> masse dans les écoulements <strong>de</strong> types zone <strong>de</strong> 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 <strong>de</strong> vitesse moyenne dans l’écoulement <strong>de</strong> zone <strong>de</strong> mélange à bulle à x=0.50 m.Comparaison <strong>de</strong>s résultats numériques avec les résultats expérimentaux (zdm2).L’examen <strong>de</strong>s figures (4.47) <strong>et</strong> (4.48) montre que les profils <strong>de</strong> vitesse moyenne dans leliqui<strong>de</strong> dépen<strong>de</strong>nt n<strong>et</strong>tement <strong>de</strong> la prédiction <strong>du</strong> taux <strong>de</strong> présence. D’une façon généralecomme dans le premier écoulement à plus faible taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong>, le modèle rend bien compte<strong>de</strong> l’accélération <strong>du</strong> liqui<strong>de</strong> dans les noyaux à bulles sous l’eff<strong>et</strong> <strong>de</strong> l’allègement <strong>du</strong>mélange diphasique. De même dans les noyaux monophasiques, la décélération est biengénérée. Cependant, les simulations qui surestiment la vitesse relative <strong>de</strong>s bulles, sousestimentdans le même temps le taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> <strong>et</strong> pro<strong>du</strong>isent <strong>de</strong>s vitesses moyennes <strong>du</strong>liqui<strong>de</strong> plus faibles en comparaison avec les valeurs mesurées dans les noyauxdiphasiques, (ZDM2SIM0 <strong>et</strong> ZDM2SIM1). Ce résultat est dû à la sous-estimation <strong>de</strong>l’eff<strong>et</strong> <strong>de</strong> flottabilité fortement lié à la prédiction <strong>du</strong> taux <strong>de</strong> présence qui est sous-estiméedans la zone diphasique. La simulation ZDM2SIM2 qui réussit à repro<strong>du</strong>ire la ré<strong>du</strong>ction<strong>du</strong> glissement améliore la prédiction <strong>du</strong> taux <strong>de</strong> vi<strong>de</strong> <strong>et</strong> pro<strong>du</strong>it <strong>de</strong>s profils <strong>de</strong> vitessemoyenne qui concor<strong>de</strong>nt mieux avec les résultats expérimentaux. En frontière <strong>de</strong> la zonediphasique, les gradients <strong>de</strong> vitesse, <strong>et</strong> donc la largeur <strong>de</strong> la zone <strong>de</strong> mélange, sont assezbien repro<strong>du</strong>its.4.6.5 Profils <strong>de</strong> turbulenceNous confrontons dans les figures (4.49) <strong>et</strong> (4.50), les résultats numériques <strong>de</strong>s troissimulations présentés dans le tableau 4.6 avec les résultats expérimentaux concernantl’énergie cinétique turbulente totale dans la zone <strong>de</strong> mélange diphasique à fort taux <strong>de</strong>vi<strong>de</strong> successivement dans les sections x = 30 <strong>et</strong> 50 cm .144