Étude de l'entraînement de gouttelettes à la surface libre du liquide dans une colonne à bulles

Study of droplets' entrainment at the liquid free surface in a pool bubbling

• Auteur / Autrice : Mario Ramirez de Santiago
• Direction : Emil Hopfinger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble, Isère, France ; 1971-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études nucléaires (Grenoble ; 1956-2006)

Mots clés

Mots clés libres

Physique

Domaines classiques de la physique

Granulometrie laser

Velocimetrie laser

Entrainement

Turbulence

Gouttelettes

Bulles

Taux de vide

Trainee

Résumé

Dans une colonne a bulles, des gouttelettes sont produites a la surface libre du liquide par eclatement de bulles ou par agitation. Compte tenu de leur taille elles peuvent etre entrainees par le courant gazeux ou retourner a l'interface par l'action de la pesanteur. Ainsi, le but de la presente etude est de comprendre ces phenomenes. Des experiences ont ete realisees concernant le taux de presence du gaz dans la colonne a bulles a l'aide d'une sonde optique, l'eclatement des bulles a l'aide d'une camera video rapide (200 images/seconde) et la mesure simultanee de la taille et de la vitesse des gouttelettes au-dessus de l'interface a l'aide d'un granulometre laser. On a trouve que la colonne a bulles peut se diviser en trois regions: une zone d'entree a profil plat du taux de presence, une zone stable ou le regime d'ecoulement est constant et une zone interfaciale caracterisee par une augmentation rapide du taux de presence. On a montre que les gouttelettes sont produites par le film liquide du dome de la bulle. Il a ete visualise le processus d'eclatement des bulles. Il est propose une fonction de distribution de densite de probabilite du type log-normal dite a deux parametres afin de decrire les distributions fortement polydispersees en taille. On a determine l'entrainement, la concentration, le taux de presence volumique et l'aire interfaciale des gouttelettes. Finalement, on a mis en evidence l'influence de la turbulence du fluide porteur sur la vitesse terminale des gouttelettes de taille inferieure a l'echelle de kolmogoroff. Cette vitesse est inferieure a celle calculee en utilisant la courbe standard de trainee