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

Chapitre 3 : Expérimentation et résultats3.4.6 Concentration en oxygène dissousLa figure 3.20 présente les profils de concentration moyenne en oxygène dissous dansl’eau. L’examen global de ce graphique montre la présence de deux niveaux différents deconcentration d’oxygène dans les noyaux monophasique et diphasique. Pour cetteexpérience à faible taux de vide, les profils expérimentaux montrent une évolutionlongitudinale de la concentration dans le noyau diphasique qui augmente dans le senslongitudinal en raison du transfert interfacial de masse.1514x= 5 cmx= 20 cmx= 50 cmx= 80 cmx= 120 cm13C O2 (mg/l)1211109-15 -10 -5 0 5 10 15y (cm)Figure 3. 20 : Profils de concentration en oxygène dissous dans le liquide à différentes positionslongitudinales (zdm1). X= : 5cm▼, 20cm ■, 50cm, 80cm ●, 120cm ♦.Le noyau monophasique reste à un niveau de concentration constant. Ce niveau est celuidu réservoir d’eau qui reste stationnaire dans le temps pour cet essai à faible taux de vide.La valeur de la concentration de ce réservoir est proche de la valeur à saturation de l’air.On observe aussi un pic de concentration pour les sections x= 5 cm et x= 20 cm qui sedéplace vers le coté diphasique et disparaît à des distances x ≥ 50cm. L’existence de cepic est à relier à une efficacité plus grande du transfert dans cette zone, soit qu’elle soitdue à une plus grande aire interfaciale, soit qu’elle soit liée à une structure localementdifférente des échelles qui interviennent dans le transfert. Enfin, les profils deconcentration témoignent du mélange dans la zone frontière où le gradient deconcentration évolue. Il reste à analyser comment la diffusivité de masse est reliée auxdifférentes échelles de la turbulence dans le liquide.Nous avons comparé l’évolution longitudinale de la concentration mesurée dans le noyaudiphasique à celle prédite par une équation d’advection contenant un terme de productioninterfaciale (voir annexe 3). Cette analyse filaire permet de constater que le transfert de83