Analyse expérimentale et modélisation du transfert de matière et du ...

Chapitre 3 : Expérimentation et résultats0.80.70.6U LtotU Lcl(m)0.50.40.30.20.10-15 -10 -5 0 5 10 15y (cm)Figure 3. 13: comparaison de l’évolution transversale de la vitesse phasique du liquide : champ totalet champ lointain (zdm1). X= : 5cm▼, 20cm ■, 50cm, 80cm ●, 120cm ♦.Il est possible de prévoir les effets globaux d’accélération des noyaux diphasiques à l’aided’un modèle de bicouche entre deux fluides parfaits immiscibles présentant un contrastede densités, en écoulement vertical incompressible (Larue de Tournemine, 2001). Onconsidère pour cela deux fluides de masses volumiques ρ1et ρ2, tels que ρ1est la masseρ = 1− α ρ la masse volumique du mélange dans le noyauvolumique du liquide, et ( )2 1diphasique. Le constat expérimental du maintien d’un taux de vide quasi constant dans lenoyau à bulles (voir figures des deux essais à référencer) permet donc d’utiliserl’approximation d’un écoulement homogénéisé incompressible. Le développement dumodèle de bicouche est présenté en annexe 3. L’évolution des vitesses dans les noyauxdiphasique et monophasique est en très bon accord avec les prévisions de ce modèle(figure 3.14). Cela démontre l’effet majeur de la flottabilité sur la structure del’écoulement. Cela confirme également la conservation du caractère bidimensionnel del’écoulement sur une grande distance, caractère bidimensionnel que l’on avait puégalement anticiper à partir de la conservation des débits du liquide dans les différentessections.76