Etude de la fragmentation commandee des jets liquides issus d'un disque en rotation et realisation d'un generateur de gouttelettes monodispersees

Study of controlled break-up of liquid jets obtained from a spinning disk and realization of a monodispersed droplets generator

• Auteur / Autrice : JEAN-MARC CHICHEPORTICHE
• Direction : Jean-Pierre Renaudeaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous avons concu un generateur de gouttelettes supermicroniques fonde sur la methode du disque tournant grace auquel il est possible de disperser, a dimension de gouttelettes equivalente, une quantite de liquide par unite de temps incontestablement superieure a celle obtenue avec la technique classique de l'orifice vibrant. Pour parvenir a ce resultat, il est necessaire d'une part que le film liquide se desintegre au bord du disque sous la forme de petits jets liquides ou ligaments et, d'autre part, de creer une onde capillaire centree sur le disque se propageant du centre vers son bord. La perturbation alors transmise aux ligaments permet de controler la fragmentation de ceux-ci. Le systeme d'ondes naturellement present sur le ligament, qui conduit a la formation des gouttelettes, s'accorde alors avec la perturbation creee artificiellement. Selon les valeurs de la frequence et de l'amplitude de vibration excitant la surface du film liquide, il est possible de generer un nuage de gouttelettes presentant une population mono, bi ou tri-modale. Le ligament, qui est aussi une ligne d'emission, est approche par un modele d'ecoulement unidimensionnel dans le repere tournant lie au disque. La tension superficielle et les forces aerodynamiques sont ici prises en compte. Une comparaison avec la fragmentation des jets cylindriques montre des differences qui s'interpretent parfaitement lorsque l'on tient compte de l'evolution spatio-temporel du rayon des ligaments. En outre une etude de la cinematique des gouttelettes generees a partir des ligaments ainsi que la mesure de la granulometrie nous ont permis de mettre en evidence un coefficient inferieur a 1: quotient de la celerite des ondes capillaires presentes sur le ligament, sur la vitesse debitante