Prise en compte de la dimension finie des faisceaux d'éclairage en granulométrie optique : anémométrie phase Doppler. diagnostics des milieux diphasiques

par Fabrice Onofri

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gérard Gréhan.

Soutenue en 1995

à Rouen .

mots clés

• Etude expérimentale
• Etude théorique
• Méthode mesure
• Méthode optique
• Dimension particule
• Indice réfraction
• Multicouche
• Experimental study
• Theoretical study
• Numerical simulation
• Measuring methods
• Optical method
• Particle size
• Refractive index
• Multilayers
• Two-phase flow
• Laser Doppler anemometers
• Grain size analysis
• Granulométrie
• Particules (matière)
• Vélocimétrie laser Doppler
• Écoulement diphasique -- Simulation par ordinateur

Résumé

Le diagnostic par une méthode optique telle que l'anémométrie phase Doppler des particules présentes dans les milieux diphasiques, nécessite l'emploi de faisceaux laser focalisés. La compréhension et l'élimination des effets engendrés par les gradients d'éclairage ou effets de trajectoire sur la mesure de la taille des particules sphériques est au centre de la première partie de cette thèse. Différentes solutions, testées numériquement et expérimentalement, sont proposées pour éliminer les biais constatés. L'extension de l'anémométrie phase Doppler à la mesure de la partie réelle et complexe (absorption) de l'indice de réfraction des particules est ensuite considérée. Les méthodes originales proposées autorisent en plus des mesures de taille et de vitesse, la reconnaissance des particules par leur indice, l'étude de la coalescence de gouttes (liquides transparents ou absorbants) ou la détection des fortes variations de température des particules. La dernière partie de ce travail propose diverses solutions pour étendre l'anémométrie phase Doppler à la mesure de particules cylindriques (fibres, jets liquides), ovoïdes (oblates/problates), sphériques non homogènes (multicouches, à coeur, hétérogènes: diphasiques ou non) et irrégulières. Le cas des particules multicouches ou à coeur simple, est particulièrement détaillé, ceci à partir de simulations basées sur le travail théorique effectué pour étendre la théorie de Lorenz-Mie généralisée au cas des particules multicouches

Titre traduit

Effects of the finite dimension of illuminating beams on optical particle sizing: phase doppler anemometry. Two phase flows diagnosis

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