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Dissertations / Theses on the topic 'Pulvérisation liquide'
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Hespel, Jean-Michel. "Etude d'un procédé de pulvérisation pneumatique par soufflage d'un film liquide." Lille 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LIL10026.
Full textAbstract:
De par sa complexite aucun processus de pulverisation d'un liquide en fines gouttelettes ne peut etre apprehende par voie purement theorique. Seule l'experience permet de relier la population de particules produites au systeme de pulverisation adopte. Cependant, la specificite de cette relation necessite une etude complete de tout pulverisateur differant des cas deja repertories. Le systeme retenu dans ce travail concerne la pulverisation d'un film de metal liquide soumis a un jet d'air perpendiculaire en tuyere supersonique. Dans un premier temps seul l'ecoulement porteur est analyse, par voies experimentale et numerique, ainsi que par une approche analytique globale. En considerant l'ecoulement diphasique, on montre que la solidification des gouttelettes peut etre negligee, de sorte que la fragmentation du film est un phenomene purement mecanique. Le bilan des ordres de grandeur des forces en presence et une analyse dimensionnelle apportent les parametres sans dimensions du probleme. En gardant ceux-ci constants, on substitue a l'ecoulement donne une pulverisation aqueuse a faible vitesse, de mise en uvre experimentale plus aisee. L'observation du developpement de la fragmentation sur maquette, en similitude locale, est ensuite entreprise par une methode photographique a prise de vues rapprochees. Des mesures granulometriques viennent specifier la relation entre les parametres sans dimensions. La loi d'evolution obtenue permet d'envisager de possibles ameliorations du systeme de pulverisation.
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Monoté, Guy. "Atomisation d'un jet liquide par un jet de gaz coaxial : analyse du mélange." Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2286.
Full textAbstract:
Cette etude contribue a la modelisation de la pulverisation d'un jet liquide par un jet de gaz coaxial. La configuration de jets diphasiques mise en place est une simulation de l'injection coaxiale generee avec de l'oxygene liquide lox et de l'hydrogene gazeux gh#2 dans le moteur cryotechnique vulcain de la fusee ariane v. La visualisation de jets d'eau ou de solutions aqueuses d'un tensioactif, assistes par des jets d'air, par l'intermediaire d'une nappe laser stroboscopee, fournit des photographies utiles a la comprehension de la structure des jets coaxiaux. Les mesures du taux de presence de liquide, effectuees au moyen d'une fibre optique, dans la zone dense des pulverisations, ont permis de mettre en evidence l'interaction entre les deux ecoulements adjacents. En particulier, elles montrent que le gaz penetre tres tot dans le liquide en formant une surface d'echange complexe. D'autre part, ces mesures ont rendu possible la classification des jets coaxiaux liquide/gaz en deux regimes d'ecoulement distincts, fonctions des conditions initiales d'injection. La mise en equation du taux de presence axial de liquide dans le voisinage de l'injecteur nous a conduit a proposer une correlation destinee a la prediction de la longueur de rupture du jet diphasique. Un analyseur de particules par la methode des phases doppler (pdpa) a servi a l'exploration de la zone diluee des jets. La taille des gouttes, leur vitesse axiale moyenne ou fluctuante ont ete determinees. Enfin, une premiere approche du bilan de masse montre que la zone centrale dense des jets coaxiaux se caracterise par un glissement entre les phases
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Camatte, Philippe. "Etude des instabilités d'une nappe liquide de géométrie annulaire en pulvérisation assistée : modèle-expérience." Rouen, 1992. http://www.theses.fr/1992ROUES014.
Full textAbstract:
Dans l'optique d'une modélisation des injecteurs assistés utilisés en aéronautique, on a étudié ici l'instabilité de nappes liquides, en insistant sur la géométrie annulaire. Ce problème a été abordé du point de vue des modèles linéaire et non-linéaire, ainsi que sous l'aspect expérimental. On s'est concentré sur l'instabilité hydrodynamique qui constitue la première phase des processus de pulvérisation. Mieux connue, cette phase se prête mieux à la validation du modèle par l'expérience. Dans un premier temps, on a développé un modèle original, dans l'approximation linéaire, de l'instabilité d'une nappe annulaire brossée par deux écoulements gazeux éventuellement tourbillonnaires. Dans un deuxième temps, on a proposé un modèle non-linéaire, basé sur la théorie des nappes tourbillonnaires, pour l'instabilité d'interface et de nappe plane. Enfin, un générateur de nappe annulaire liquide a été construit et a permis d'étudier la mise en évidence de grandes échelles peu observées jusqu'à présent et la validation du premier modèle au niveau des petites structures d'instabilités
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Soulas, Jérôme. "Modélisation et simulation de la pulvérisation d'un jet liquide : application à l'injection directe essence." Toulouse, INPT, 2002. http://www.theses.fr/2002INPT036H.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est le développement de modèles eulériens afin de rendre compte de façon satisfaisante de la pulvérisation d'un jet liquide dans un environnement gazeux. Les jets rencontrés dans les moteurs à injection directe essence sont au centre de cette étude. La première partie de ce travail est un état des lieux des principaux moyens permettant de simuler un écoulement diphasique gaz/liquide où les fragments liquides possèdent un large spectre de taille. Dans un second temps, nous nous sommes attachés à définir les grandeurs caractéristiques d'un jet liquide. L'étude a pour but d'estimer la taille des fragments liquides. Nous avons donc étudié les instabilités menant à la déstabilisation et à la fragmentation d'une nappe liquide à l'aide de la théorie linéaire. En effet, sous certains conditions, une nappe liquide se comporte de la même façon qu'un jet conique creux. Dans une troisième partie, des simulations numériques eulériennes permettant d'étudier l'écoulement à l'intérieur d'un injecteur de type swirl ont été réalisées. Ces simulations fournissent les propriétés physiques de l'écoulement en sortie d'injecteur (vitesse et grandeurs turbulentes). Ces grandeurs serviront ensuite de conditions limites d'entrée pour les simulations de la pulvérisation d'un jet conique creux. Nous avons ensuite développé des modèles eulériens de pulvérisation basés soit sur une approche du type modèle de mélange, soit sur une approche à deux fluides. Ces modèles permettent de prédire la taille des fragments liquides issus de la pulvérisation. Enfin dans une troisième partie les différents modèles développés sont testés [. . . ]
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Ehouarn, Pascale. "Pulvérisation électro-hydrodynamique de liquide stabilisée par décharges électriques pour le traitement d'effluents particulaires." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112356.
Full textAbstract:
L'objectif est de développer un système de filtration d'effluents particulaires sub-microniques. Le principe repose sur la coagulation de particules polluantes sub-microniques chargées négativement ou neutres et de gouttes d'eau collectrices microniques chargées positivement. Pour produire des gouttes collectrices avec des niveaux de charge proches de la charge maximale théorique, et ainsi augmenter l'efficacité de coagulation électrique, nous avons développé un procédé de production de gouttes par Pulvérisation Electro-HydroDynamique. Ce procédé présente l'avantage de produire des gouttes aux propriétés (concentration, diamètre et charge électrique) remarquablement bien contrôlées par le biais de paramètres expérimentaux. Cette étude a permis d'étendre la gamme de solvants susceptibles d'être pulvérisés, tel que l'eau, dans un nouveau mode de pulvérisation Electro-HydroDynamique assistée par décharge électrique continue, que nous avons appelé " cône-jet-glow". Pour la première fois, des lois empiriques ont donc pu être établies afin de définir les propriétés des gouttes d'eau selon le débit de liquide, la conductivité, la tension et le diamètre de la buse. Les potentialités du lavage électrique ont été mises en évidence par l'étude de la coagulation entre les gouttes collectrices positives et des polluants sub-microniques de concentration, de diamètre et de charge contrôlés. Les efficacités de coagulation unipolaire (polluants neutres et collecteurs positifs) et de coagulation bipolaire (polluants négatifs et collecteurs positifs) ont été mesurées selon le diamètre, la charge électrique des particules, le temps de transit et la concentration des collecteurs. Nous obtenons des efficacités numériques qui atteignent 95 % pour la coagulation unipolaire et 97 % pour la coagulation bipolaire pour des débits de gaz compris entre 5 et 20 l/min: Cette étude a donc permis de montrer la faisabilité du lavage électrique des effluents particulaires sub-microniques pour des concentrations CP(polluant)<= 100 mg/m^3, des volumes d'eaux usées par m^3 de gaz traité inférieurs à ceux produits par les laveurs actuels et avec une efficacité significativement meilleure pour l'aérosol fin (d_p < 1 [mu]m). Il convient donc de souligner que ce laveur permettrait de réduire la concentration massique de 99 %, c'est-à-dire de passer de 150 mg/m^3 à 1,5 mg/m^3, et donc de remplir les contraintes normatives en discussion pour 2005<br>The purpose was to develop a submicronic particles filtration process. The principle is based on coagulation between negatively charged or neutral submicronic pollutant particles and positively charged micronic collecting water droplets. These droplets are produced by Electro-HydroDynamic Pulverisation of liquid leading to a charge level close to the theoretical maximum level so as to increase the electric coagulation efficiency. Moreover, this process has the advantage of producing droplets with quite well controlled properties (diameter, electric charge, concentration), thanks to experimental parameters. The range of solvents able to be sprayed like water has been extended using a new Electro-HydroDynamic Pulverisation mode. This mode called "cone-jet-glow" is assisted by a continuous electric discharge, which stabilises the process. For the first time, empirical laws have been found, which allow to define water droplets properties as function of regulation parameters (liquid flow rate, voltage, conductivity, nozzle diameter). The potential of the electric cleaning has been proved by coagulation between positively charged micronic collecting droplets and submicronic pollutants of controlled properties. Efficiency has been measured according to the diameter, electric charge of droplets and pollutants, transit time and concentration of droplets. We obtained numerical efficiency, up to 95 % for the unipolar coagulation and to 97 % for the bipolar coagulation for gas flow rate between 5 and 20 l/min. This study showed the feasibility of electric cleaning of submicronic particle effluents for concentrations CP(pollutant)<= 100 mg/m^3, water used volumes per m^3 of treated gas inferior to those produced by the classical wetscrubbers and with better efficiencies for fine aerosol (d_p <1 [mu]m)
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De, Luca Magali. "Contribution à la modélisation de la pulvérisation d'un liquide phytosanitaire en vue de réduire les pollutions." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00195424.
Full textAbstract:
La viticulture est une activité très consommatrice de pesticides (20% de la consommation totale française). Par conséquent, il semble capital d'optimiser les procédés de pulvérisation en milieu agricole afin de réduire les quantités de produits appliquées. Les traitements sont la plupart du temps pulvérisés sous forme d'une bouillie liquide composée d'eau et de matières actives, auxquelles sont ajoutées d'autres substances comme les surfactants et les adjuvants afin de faciliter leur emploi et d'améliorer leur efficacité. Des études récentes ont souligné que les tailles et vitesses de gouttes produites en sortie de buses ont un fort impact sur l'efficacité des traitements. En effet, suivant ces caractéristiques, les gouttes sont plus ou moins soumises aux phénomènes d'évaporation, de dérive ou de ruissellement. L'objectif de la présente étude est donc de modéliser l'atomisation des jets de pesticides afin d'obtenir la dispersion liquide, et les caractéristiques du jet. Ces données pourront servir de conditions initiales aux modèles de transport et de dépôt. Pour cela, un modèle Eulérien développé dans le secteur automobile est utilisé. Il suppose l'écoulement turbulent d'un « pseudo-fluide » avec une masse volumique comprise entre celle d'un liquide et celle d'un gaz. La dispersion du liquide dans la phase gazeuse est calculée grâce à l'équation de la fraction massique liquide moyenne. La taille moyenne des fragments liquides produits est quant à elle déterminée au moyen d'une équation pour la surface moyenne de l'interface liquide-gaz par unité de volume, dans laquelle sont pris en compte les phénomènes physiques responsables de la production et destruction de surface. La modélisation de la turbulence est assurée par le modèle aux tensions de Reynolds. Les équations du modèle ont été implémentées dans le code commercial CFD, Fluent et appliquées au cas d'une buse à turbulence agricole. Des calculs numériques tridimensionnels de l'écoulement interne et externe de la buse ont été réalisés jusqu'à une distance d'environ 1cm de la sortie. Les résultats numériques délivrés par le modèle semblent montrer un bon accord avec les photographies des jets obtenues par ombroscopie. Ils indiquent la formation d'une nappe liquide creuse en sortie de buse et la présence de zones de recirculation au sein de l'écoulement, soulignant l'existence d'un coeur d'air. Pour ce qui est des tailles de gouttes, les résultats mettent en évidence la présence d'une couronne de gouttes relativement grosses et, au milieu, de gouttes plus fines, conformément aux expérimentations. Ils soulignent également le fait que la cassure du spray se produit très près de la sortie de la buse.
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Larricq-Fourcade, Cédric. "Étude de la pulvérisation assistée en air d'une nappe liquide et influence d'un vent ionique sur les instabilités hydrodynamiques." Toulouse, ENSAE, 2006. http://www.theses.fr/2006ESAE0024.
Full textAbstract:
La pulvérisation assistée en air est utilisée dans les systèmes d’injections des turbomachines et repose sur le principe de l’injection d’une nappe liquide annulaire fine (~300 µm) qui est cisaillée et fragmentée par deux écoulements gazeux de part et d’autre de l'anneau liquide. Ce type de pulvérisation manque d'efficacité lorsque la vitesse des écoulements d’air est faible (<30 m/s). Cette étude s’articule autour des deux objectifs que sont une meilleure compréhension du phénomène de pulvérisation assistée en air de nappe liquide et une implémentation d’outils technologiques, appelés actionneurs, destinés à améliorer l'efficacité de la pulvérisation. Des expériences ont été mises en place avec un injecteur simplifié pour étudier et modéliser la fragmentation de nappes liquides planes d'eau, d’éthanol et de kérosène. L'influence que pourrait avoir sur ce phénomène l'utilisation d’actionneurs plasmas a par la suite été mesurée. Ces actionneurs produisent un écoulement aérodynamique par l'intermédiaire de la génération de décharges électriques de surface (couronne ou DBD). Ce phénomène est appelé « vent ionique » et est utilisé dans notre application pour augmenter le cisaillement aérodynamique responsable des instabilités hydrodynamiques qui mènent à la pulvérisation de la nappe liquide.
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Jeandel, Xavier. "Quelques aspects de la pulvérisation des liquides dans un système annulaire : instabilité de surface - encapsulation - concept LPP." Rouen, 2000. http://www.theses.fr/2000ROUES071.
Full textAbstract:
La problématique posée par la réduction des polluants et principalement de l'oxyde d'azote émis par les moteurs rencontres dans le secteur aéronautique a motivé ce travail de thèse. Notre intérêt s'est porte sur la formation du mélange comburant carburant et s'est élargi pour répondre à des questions plus fondamentales concernant la formation d'un spray à partir d'un système liquide annulaire bordé par un écoulement d'air d'énergie cinétique plus importante que le liquide. Le premier volet de ce travail porte sur l'étude d'un injecteur réel, dit "injecteur LPP", où la réduction de l'oxyde d'azote repose sur la réalisation d'un mélange comburant carburant en dessous de la stœchiométrie. Le nuage diphasique, forme de gouttelettes de kérosène entraînées par un écoulement d'air, est étudié expérimentalement au moyen de diagnostics optiques utilisant les propriétés de diffraction de la lumière. Plusieurs configurations des écoulements d'air sont étudiées et la structure du nuage à l'intérieur de l'injecteur est identifiée. Le second volet se place dans une problématique amont. Il permet d'approcher plus simplement le système liquide rencontré dans l'injecteur réel. Une nappe liquide de géométrie annulaire bordée par deux écoulements d'air coaxiaux est étudiée expérimentalement. Un schéma d'évolution de la nappe est proposé. L'ensemble des situations rencontrées est répertorié sous la forme d'une cartographie établie en fonction des paramètres du système liquide. Un modèle permet de prédire un temps caractéristique de l'évolution de la nappe. Le troisième et dernier volet aborde le problème d'instabilités de Kelvin-Helmholtz se développant à l'interface d'une nappe annulaire de liquide visqueux.
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Belhadef, Abdelhak. "Contribution à la modélisation Eulérienne de l'atomisation pour la pulvérisation agricole." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00663344.
Full textAbstract:
La pollution de l'environnement par les pesticides reste une préoccupation sociale et environnementale importante. Lors de l'application, une partie des pesticides peut contaminer l'environnement (dérive). La diminution des pollutions repose sur la maîtrise de la taille et la vitesse des gouttes en sortie de buse. L'objectif principal de cette thèse est de développer une approche Eulérienne afin d'estimer les caractéristiques initiales des gouttes produites telles que la taille et la vitesse à la sortie de buse. Le modèle Eulérien d'atomisation considère l'écoulement diphasique d'un liquide et d'un gaz comme un écoulement turbulent d'un seul fluide avec une masse volumique variable, variant entre celle du gaz et celle du liquide pulvérisé. Une équation de transport pour la fraction massique liquide moyenne permet de décrire la dispersion du liquide dans la phase gazeuse. La turbulence est modélisée par une approche aux tensions de Reynolds (RSM) en résolvant les équations de transport de chacune des six composantes du tenseur de Reynolds. Par ailleurs, une équation de transport de l'interface volumique liquide/gaz est considérée. La production de l'interface volumique qui exprime la création des gouttes est fonction, d'une part, à grande échelle, du gradient de vitesse moyenne et, d'autre part, à petite échelle, de la turbulence. La destruction de l'interface volumique qui exprime la coalescence des gouttes, quant à elle, prend en compte la tension de surface qui s'oppose à la désintégration de la surface liquide. L'évolution spatiale des rayons et des vitesses des gouttes produites en sortie de buse est décrite en couplant l'équation de la fraction massique liquide moyenne et celle de l'interface volumique à celles de la conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de la turbulence. L'étude est faite avec le code de calculs FLUENT V.12 en utilisant les Fonctions Définies par l'Utilisateur (UDF "User Defined Function") pour adapter le code à nos conditions d'injection très particulières puisque le rapport des masses volumiques liquide et gaz est de l'ordre de 800. Les résultats obtenus par le modèle indiquent la formation d'une nappe conique creuse constituée de grosses gouttelettes et la présence d'une zone de recirculation près de l'axe du spray constituée de gouttelettes plus petites, conformément aux expérimentations. La comparaison du Diamètre Moyen de Sauter calculé par le modèle et mesuré expérimentalement par l'Anémométrie Phase Doppler montre un bon accord.
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Ben, Rayana Fares. "Contribution à l'étude des instabilités interfaciales liquide-gaz en atomisation assistée et taille de gouttes." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0048.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans une problématique de compréhension des mécanismes et d'optimisation de la pulvérisation de carburant liquide par un jet gaz rapide. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis de montrer que sur une large gamme de paramètre, l'instabilité axiale la plus amplifiée est du type Kelvin-Helmholtz avec raccord de vitesse dans le gaz avec une longueur d'onde pilotée par l'épaisseur de la couche de vorticité gaz. L'analyse et les mesures de la déstabilisation transverse des crêtes des vagues sous forme de ligaments ont montré qu'elle est du type Rayleigh-Taylor, avec une longueur d'onde qui dépend de paramètres physique des fluides, de l'épaisseur de la couche de vorticité et du nombre de Weber. Le brouillard de gouttes, issues de la brisure des ligaments, a été caractérisé par des mesures de sonde optique à tête conique. Enfin des techniques sont proposées pour l'amélioration et le contrôle de l'atomisation assistée<br>The study of assisted atomisation interest many industrial sectors in particular, the engines manufacturing in aeronautics and in aerospace. Lndeed, the optimization of the liquid fuel pulverization by a fast gas jet is one of the key issues which determine the efficiency of these engines. Experimental results shown that, on a large broad range of parameter, the most amplified axial instability is Kelvin-Helmholtz type with a wavelength controlled by the thickness of the gas vorticity layer. The ligaments which develop at the peaks of the axial waves are stretched and broken into drops. The analysis and measurements on the transverse instability shows it is a Rayleigh-Taylor type. The transverse wavelength depends on the physical parameters of the fluids, the thickness of the gas vorticity layer and the number of Weber. The fog of drops has been characterized using an optical probe with conical head. Finally some techniques are proposed for the improvement of assisted atomization
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Malot, Hélène. "Etude des processus d'atomisation des jets liquides. Développement expérimental et analyse par le formalisme d'entropie maximum." Rouen, 2001. http://www.theses.fr/2001ROUES006.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente une étude des processus d'atomisation des jets liquides à basse vitesse dans une atmosphère au repos, pour une large gamme de pressions ambiantes. Dans un travail ultérieur, trois différents régimes d'atomisation ont été définis en fonction de l'influence de la densité de gaz sur la vitesse critique de jet, plus petite vitesse pour laquelle la longueur de rupture est maximum. Le travail s'intéresse aux caractéristiques des distributions de taille de gouttes des jets en fonction du régime d'atomisation dans un domaine centré autour des conditions critiques de fonctionnement. Une technique basée sur l'analyse d'image est mise au point pour mesurer la taille des gouttes produites. Ce diagnostic permet d'accéder à des informations complémentaires sur les gouttes, telles que leur forme ou leur position, mais aussi à une mesure très précise des sprays. Les résultats révèlent que les conditions critiques des jets appartenant au premier régime d'atomisation correspondent au développement d'instabilités sub-critiques. Pour de tels jets, la décroissance de la longueur de rupture après le point critique résulte d'une augmentation de l'amplitude de perturbation. Toutefois, la formation des gouttes produites par ces jets est uniquement contrôlée par l'action des forces de tension de surface, avant et après la vitesse critique. En revanche, pour les jets appartenant au troisième régime d'atomisation, l'expérience confirme que la théorie linéaire est adaptée pour décrire le comportement de ces jets après le point critique : des instabilités super-critiques, causée par l'action des forces aérodynamiques, sont à l'origine du point critique. L'autre aspect important du travail consiste à utiliser le formalisme d'entropie
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Zoghaib, Maria. "Étude et simulation de méthodes de refroidissement des bandes d'acier défilantes." Paris, ENMP, 2010. http://www.theses.fr/2010ENMP0032.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer le processus de refroidissement des bandes d'acier dans les lignes continu de recuit et de galvanisation. Le processus de refroidissement dans ces lignes est d'un intérêt métallurgique majeur. Des capacités de refroidissement insuffisantes peuvent entrainer la production d'acier de qualité inadéquate. Premièrement, le refroidissement par jets de gaz impactant sur l'acier est étudié. Le transfert de chaleur par ce procédé est limité d'une part pas la consommation du ventilateur et d'autre part par els phénomènes instationnaire qui apparaissent au niveau de la plaque pour de vitesse de jets élevées. Ainsi, la configuration du système de soufflage ainsi que les propriétés du gaz refroidissant sont analysés afin d'augmenter le taux de refroidissement en maintenant la consommation énergétique au plus bas. Une configuration optimale est ainsi définie. Par la suite, un modèle numérique est développé pour simuler l'interaction fluide-structure à l'origine des oscillations de la plaque. Ce modèle a permis de comparer des jets obliques à des jets impactant perpendiculairement. La configuration oblique confère plus de stabilité. Cependant, les taux de refroidissement maximaux par impact de jets ne sont pas suffisants pour obtenir des qualités d'acier spécifiques. C'est pour cela qu'une technique de refroidissement plus efficace basée sur le transfert de chaleur par ébullition est introduite. En effet, en raison du changement de phase qui se produit, des flux élevés de chaleur sont dissipés pour des vitesses d'impact minimes. Et, afin de contourner les réactions d'oxydation avec l'eau, un autre liquide à changement de phase est choisi pour le refroidissement, c'est le Pentane. Pour un refroidissement homogène et des économies du débit de fluide, le refroidissement par pulvérisation de gouttelettes (spray) est utilisé. Ainsi, un banc d'expérimentations est mis en place pour caractériser les échanges thermiques d'un spray de Pentane à température de surface élevée. L'effet des différents paramètres hydrodynamiques du spray sont étudiées et une corrélation est proposée. Elle permet de prédire le flux de chaleur évacué par un spray de pentane en fonction de la température de surface et des propriétés hydrodynamiques du spray. La corrélation est par la suite implémentée afin de prédire le taux refroidissement d'une tôle d'acier défilant dans une section de refroidissement par spray de pentane. Les performances de cette dernière sont par la suite comparé à un refroidissement par impact de jet pour le même cahier de charge. Le refroidissement par spray de pentane confère non seulement de meilleurs taux de refroidissement mais optimise aussi les consommations d'énergie<br>The main scope of this dissertation is to ameliorate the cooling process of the steel strips in continuous annealing and galvanizing lines. Cooling in continuous annealing and galvanizing lines is of great metallurgical interest. Insufficient cooling capacity can result in inadequate steel grades. Cooling by impinging gas jets over the steel surface is first investigated. The heat transfer rates of this process are limited on one side by the blowing device power consumption and on the other by the occurring non stationary phenomena for high impingement velocities. On one side, the blowing device configuration and blown gas properties are analyzed in order to increase the cooling rates while keeping the power consumption at its lowest. The study is undertaken throughout literature, experimental measurements, and numerical results. An optimized configuration is defined. On the other, a numerical model is developed to simulate the fluid-structure interaction that generates the detrimental oscillations of the strip. A configuration of oblique jet impingement is compared to normal impingement. It was proven to confer more stability. However, the maximum cooling rates reached by gas convection are insufficient regarding the cooling rates to obtain special steel grades. A more efficient technique based on boiling heat transfer is investigated. Due to phase change that occurs in boiling heat transfer, high heat fluxes are dissipated for small flow velocities. In order to sidestep the oxidation problems encountered with water, another liquid coolant is chosen, Pentane. For homogenous cooling patterns and savings in flow requirements, spray nozzles are used to impinge Pentane over the hot surface. An experimental bench is then set-up to characterize the cooling rates of a pentane spray for high surface temperature, i. E. Film boiling regime. The effect of the spray hydrodynamic parameters on the heat transfer process is analyzed and a correlation is developed. T he correlation predicts the evacuated heat flux from the hot surface as a function of the surface temperature and spray hydrodynamic parameters. The developed correlation is implemented in a simulation model in order to predict the cooling rate of a Pentane spray cooling section. The latter is then compared to gas jet cooling section for the same terms of reference. Aside from yielding higher cooling rates, Pentane spray cooling results in savings in power consumption
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Vallet, Ariane. "Contribution à la modélisation de l'atomisation d'un jet liquide haute pression." Rouen, 1997. http://www.theses.fr/1997ROUES044.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse comporte trois parties principales. La première partie consiste en une synthèse bibliographique. Après un premier chapitre de sémantique, les mécanismes physiques conduisant au fractionnement d'un jet liquide ainsi que plusieurs approches lagrangiennes pour la simulation de l'atomisation sont détaillés. La seconde partie est consacrée à la description du nouveau modèle d'atomisation proposé dans le cadre de cette thèse. L'ensemble des équations régissant la dispersion du liquide ainsi que la nouvelle équation conduisant à la taille caractéristique des fragments liquides produits par l'atomisation sont décrits. La troisième partie présente les résultats obtenus grâce au nouveau modèle implanté dans le code de calcul Kiva II. Des comparaisons avec une expérience et une simulation numérique directe sont également effectuées.
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Leboucher, Nicolas. "Stabilité et atomisation d'une nappe annulaire liquide soumise à deux courants gazeux avec effets de swirl : application aux futurs moteurs fusée cryotechniques." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00476808.
Full textAbstract:
Dans une optique d'amélioration ou de construction de moteurs fusée dérivés du modèle Vulcain, ce projet propose une nouvelle géométrie d'injecteur permettant l'atomisation efficace d'une nappe annulaire liquide en un brouillard de gouttelettes, nécessaire à un rendement élevé de combustion de propergols. Les images de tomographie et de visualisations rapides ont permis de comprendre les mécanismes de rupture de la nappe liquide par un courant interne et/ou externe tandis que la phase diluée a été caractérisée par les techniques de Vélocimétrie par Images de Particules et d'Interférométrie par Phase Doppler. Plusieurs modes de rupture ont été identifiés dépendant principalement du rapport du flux de quantité de mouvement gaz/liquide et une étude fréquentielle a été réalisée sur les battements de la nappe. Le mode qui nous intéresse plus particulièrement, nommé « arbre de Noël », permet une atomisation primaire beaucoup plus efficace que celui d'un jet liquide assisté par une couronne annulaire de gaz mais aussi d'obtenir une granulométrie plus faible des gouttes produites. L'étude des différents paramètres : rapport des densités de flux de quantité de mouvement gaz/liquide, pression ambiante et rotation du gaz a montré que les deux premiers cités ont une influence très importante sur la granulométrie tandis que la longueur de rupture de la nappe dépend principalement du premier et du dernier. La rotation du gaz modifie fortement la forme du profil de vitesse en sortie d'injecteur et donc du spray généré par la suite. Elle permet également une fluctuation plus faible de la longueur de rupture de la nappe et surtout une bonne homogénéisation de la vitesse des gouttes. Bien que ce type d'atomisation soit déjà particulièrement efficace, l'ajout d'une couronne de gaz externe améliore nettement l'atomisation.
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Keller, François-Xavier. "Etude numérique d'un jet transverse dans un écoulement gazeux à grande vitesse." Phd thesis, Université de Rouen, 1996. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783756.
Full textAbstract:
On étudie la pulvérisation numérique de jets et de nappes liquides. Dans la première partie une revue bibliographique du problème présente la théorie des instabilités de Kelvin-Helmholtz et différents résultats expérimentaux antérieurs. Dans le seconde partie on présente différentes méthodes numériques : technique de suivi d'interface (Volume of Fluid), de calculs des efforts de tension de surface (CSF) et de résolution des équations de Navier-Stokes (Mac Cormack). La dernière partie décrit une méthode particulaire (SPH) permettant de traiter des interactions d'écoulements liquides et gazeux. Les principaux phénomènes interfaciaux, tels que la tension de surface et la vaporisation sont pris en compte. Des calculs 2D et 3D de déformation de jets liquides dans les écoulements gazeux supersoniques sont analyses et comparés avec des résultats expérimentaux.
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Wongwailikhit, Kritchart. "Etude du transfert de masse gaz-liquide dans une colonne à bulles et à pulvériser avec ajout de milieu solide." Thesis, Toulouse, INSA, 2019. http://www.theses.fr/2019ISAT0008.
Full textAbstract:
Cette thèse projetait d’étudier à la fois l’hydrodynamique et le transfert de masse dans les colonnes de pulvérisation et les colonnes à bulles, et de comparer leurs consommations de puissance spécifiques afin d’élaborer la directive de sélection pour les utilisations industrielles. Les résultats ont indiqué que la colonne à bulles avait une surface interfaciale spécifique plus grande que la colonne de pulvérisation lorsqu’on utilise un faible taux de charge de gaz. Dans cette plage de fonctionnement, la colonne à bulles produisait un coefficient de transfert de masse global plus élevé avec la même consommation d'énergie spécifique. Cependant, lorsqu’elle fonctionnait à un taux de charge de gaz élevé, la colonne de pulvérisation était meilleure que la colonne à bulles, car celle-ci consommait une plus grande consommation d’énergie, la chute de pression de la colonne à bulles étant principalement due au débit de gaz. En outre, cette recherche a également étudié l'effet de la phase solide sur l'hydrodynamique et le transfert de masse dans la colonne à bulles et la colonne de pulvérisation. En utilisant la méthode colorimétrique de l'expérience «bouteille rouge», il a été constaté que la collision bulle-particules diminuait le transfert de masse des bulles car la collision ralentissait les bulles, en particulier pour les petites bulles, du fait que la petite bulle perdait simplement leur vitesses de la collision. Cependant, l’introduction des particules présentait un avantage, car les particules solides pouvaient obstruer la bulle en hausse et réduire sa vitesse de montée. En conséquence, le temps de contact entre le gaz et le liquide est augmenté et conduit à une plus grande rétention de gaz, une zone interfaciale spécifique et donc un transfert de masse<br>This thesis projected to investigate both hydrodynamics and mass transfer in both spray and bubble columns and comparing their specific power consumptions in order to develop the selection guideline for industrial usages. The results indicated that the bubble column had larger specific interfacial area than the spray column when using a small gas loading rate. At this range of operation, the bubble column yielded a higher overall mass transfer coefficient with the same specific power consumption. However, when operating at high gas loading rate, the spray column was the one better than the bubble column since the bubble column consumed larger power consumption as the pressure drop of the bubble column was mostly due to the gas flow. In addition, this research also studied the effect of the solid phase on the hydrodynamics and mass transfer in the bubble column and spray column. By using the colorimetric method of “red bottle” experiment, it was found that the bubble-particles collision diminished the mass transfer of bubbles because the collision slowed down the bubbles especially for the small bubbles due to the fact that the small bubble simply lost their velocities from the collision. However, there was an advantage of introducing the particles since solid particles could obstruct the rising bubble and reduced its rising velocity. Consequently, the contact time between gas and liquid is increased and resulted in a higher gas hold up, specific interfacial area and thus mass transfer
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Leborgne, Hervé. "Modélisation de l'évaporation à haute pression de gouttes multicomposants dans le code Kiva II." Rouen, 1999. http://www.theses.fr/1999ROUES046.
Full textAbstract:
Nous présentons dans ce mémoire une modélisation numérique de l'évaporation de gouttes multicomposants adaptée à la haute pression. La prise en compte de l'influence de la pression sur l'évaporation et d'une phase liquide a plusieurs constituants permet en effet d'améliorer la simulation des moteurs à injection directe. Nous avons dans le premier chapitre rappelé les caractéristiques du modèle d'évaporation du code Kiva II, utilisé dans cette étude, en mettant en évidence ses points faibles pour une utilisation à pression élevée. Suite à une synthèse bibliographique des modèles existants, nous avons développé un modèle d'évaporation haute pression en modifiant le calcul des transferts de masse et de chaleur, en prenant en compte les effets de la pression et du mélange vapeur/gaz ambiant dans le calcul des propriétés physiques du film de diffusion, et en considérant un gaz réel dans le calcul de l'équilibre thermodynamique à l'interface liquide/vapeur. Ce modèle a été validé dans le troisième chapitre où nous avons également montré l'influence de chaque modification par rapport à l'ancien modèle. Deux applications du modèle d'évaporation sont présentées dans les quatrième et cinquième chapitres. La première concerne l'évaporation d'une goutte isolée (configuration de Kadota-Hiroyasu) ou nous avons mis en évidence l'influence de chaque paramètre et la seconde celle d'un spray (configuration de Sommerfeld) où nous avons montré l'influence du choix du modèle sur la prédiction de la répartition de la vapeur. Dans le sixième chapitre, nous avons complété le modèle d'évaporation haute pression en introduisant un traitement multicomposants de la phase liquide dont la principale différence avec les modèles existants provient de la prise en compte d'un coefficient de diffusion d'une espèce dans le mélange gazeux diffèrent pour chaque espèce. Ce modèle a été validé et appliqué à l'évaporation d'une goutte à deux et à trois composants.
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Duret, Benjamin. "Simulation numérique directe des écoulements liquide-gaz avec évaporation : application à l'atomisation." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00971810.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est d'étudier numériquement les écoulements diphasiques liquide-gaz à l'aide d'une méthode de suivi d'interface précise. Tout d'abord, nous mettons en place une configuration turbulence homogène isotrope diphasique. Cette configuration est utilisée pour étudier la turbulence liquide-gaz ainsi que le modèle ELSA. A l'aide de la simulation présentée il a été possible de déterminer les constantes de modélisation et de valider les termes sources utilisés dans la zone dense du spray. Ensuite, le phénomène d'évaporation est étudié en utilisant dans un premier temps un scalaire passif puis en utilisant un formalisme DNS d'évaporation. Les équations d'énergie et des espèces ont été ajoutées dans le code ARCHER. La validation de la DNS d'évaporation a été réalisée en comparant nos résultats aux solutions théoriques, tel que la loi du D2. Les limitations et les apports de cette approche sont finalement discutés et des perspectives d'améliorations sont proposées.
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Ouattara, Aboubacar. "Caractérisation du refroidissement par jet liquide impactant une plaque métallique à haute température : Iinfluence de la composition du fluide sur le flux extrait." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10048/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de cette thèse, il s’agit de voir l’influence de la composition du fluide sur le flux extrait. En effet l’eau utilisée pour le refroidissement des bandes d’acier en sortie de laminoir est recyclée et est potentiellement polluée par des résidus d’huile provenant de la lubrification des cylindres de laminoir. Nous avons conçu un dispositif expérimental original qui consiste à chauffer sur sa face supérieure un disque en Nickel à des températures de l’ordre de 600°C grâce à un dispositif d’induction électromagnétique et ensuite à le refroidir par un jet impactant. La face non refroidie est accessible à une mesure par thermographie infrarouge. Ces conditions de mesures nous ont permis d’estimer le flux extrait sur la face supérieure (lieu du refroidissement) à partir des mesures de température par thermographie infrarouge sur la face inférieure à l’aide d’un modèle de conduction inverse spécifiquement développé. Les résultats ont permis de montrer que la présence d’huile, si elle dégrade le flux maximal extrait dans certaines zones, conduit à une cinétique globale du refroidissement supérieure à celle de l’eau pure<br>In this work, we are interested in the influence of the fluid’s composition on the cooling flux. In fact water used for cooling is recycled and can be potentially polluted by residues oil from the lubrication of rolling cylinder. We have designed an original experimental device which consists of heating a Nickel disk on its upper face at temperatures of 600°C through electromagnetic induction and then cooling it by jet impingement. The reverse face is available by infrared thermography measurements. These conditions allowed us to estimate the heat flux on the upper face (the cooling area) by infrared thermography measurements with a specific inverse heat conduction model. The results showed that the presence of oil, if it degrades the maximum cooling flux in some areas, led to a better overall cooling than that obtained with pure water
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Ibrahim, Sara. "Synthesis of Bismuth-Based Thin Films and Nanoparticles by Reactive Magnetron Sputtering for Photocatalytic Applications." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2020. http://www.theses.fr/2020CLFAC033.
Full textAbstract:
La photocatalyse est apparue comme un procédé peu coûteux et respectueux de l’environnement pour la dégradation des colorants polluants, la réduction photocatalytique du CO2, et la dissociation de l’eau. L’objectif principal de ce travail est de synthétiser de nouveaux photocatalyseurs à hétérojonction de haute activité et stabilité par le procédé de pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive. Pour cela, nous avons choisi des matériaux à base de bismuth, qui sont récemment apparus comme de nouveaux candidats prometteurs pour les photocatalyseurs sensibles aux rayonnements UV et à la lumière visible. Des couches minces d’oxyde de bismuth et d’oxyfluorure de bismuth ont été déposées par la pulvérisation cathodique à partir d’une cible de bismuth dans des atmosphères constituées respectivement d’Ar/O2 et d’Ar/O2/CF4. Ces plasmas ont été étudiés par spectroscopie d’émission optique afin de déterminer l’état de la cible et d’identifier les différents régimes de la pulvérisation. Selon ces régimes, différents types de semi-conducteurs (seuls ou en hétérojonction) ont pu être déposés. Nous nous sommes plus particulièrement focalisés sur la formation et l’optimisation de structures à hétérojonction Bio/Bi2O3 et Bio/BiO0,5F2/Bi2O3 dans lesquelles le contrôle de la teneur en métal Bi° conduit à une amélioration de la séparation de charges et donc de la performance photocatalytique à travers la photodégradation du méthylorange et la photoconversion du CO2. Afin d’augmenter la surface spécifique du photocatalyseur, qui est limitée dans le cas des couches minces, la synthèse de nanoparticules à base de bismuth a également été réalisée par la pulvérisation cathodique réactive sur un liquide ionique [BMIM] [NTf2]. Les résultats obtenus révèlent la formation des nanoparticules sphériques de diamètre inférieur à 20 nm. La concentration de nanoparticules dépend des paramètres du procédé comme la puissance et le temps de pulvérisation, alors que la nature de ces nanoparticules a pu être modifiée selon les débits de gaz réactifs injectés<br>Photocatalysis emerged as an inexpensive and environment-friendly process for the degradation of dye pollutants, the photocatalytic reduction of CO2, and water splitting. In this work, the main objective is to synthesize novel heterojunction photocatalysts of high activity and stability by the one-pot synthesis, reactive magnetron sputtering technique. For this purpose, we have chosen bismuth-based materials, which have recently emerged as promising new candidates for UV and visible light-responsive photocatalysts. Bismuth oxide and bismuth oxyfluoride films are deposited by sputtering a bismuth target in Ar/O2 and Ar/O2/CF4 atmospheres, respectively. To determine the target state and identify the sputtering regimes, the different plasmas are investigated by optical emission spectroscopy. Depending on these regimes, different kinds of semiconductors (individual or in heterojunction) are deposited. We focus our study on Bio/Bi2O3 and Bio/BiO0.5F2 heterojunctions, in which the controlled Bi° content leads to better charge separation and so an improved photocatalytic performance in the photodegradation of methyl orange dye and the photoconversion of CO2. Then, to increase the photocatalyst specific surface, spherical nanoparticles with a diameter < 20 nm are obtained by reactive sputtering onto [BMIM][NTf2] ionic liquid. The nanoparticle concentration depends on the process parameters as the power and the sputtering time, whereas their nature is varied depending on the injected reactive gas flow rates
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St-Georges, Michel. "Etude hydrodynamique des pulvérisations liquides pour application aux rideaux d'eau." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10120.
Full textAbstract:
L'utilisation de rideaux d'eau pour diluer les nuages toxiques est bien connue; une nouvelle approche se penche sur l'absorption du polluant par la phase liquide, avec l'addition eventuelle de reactifs chimiques pour en augmenter l'efficacite. L'etude porte sur des mesures hydrodynamiques en laboratoire, et sur le developpement d'un modele capable de simuler les transferts combines de quantite de mouvement, de chaleur et de matiere entre la pulverisation et son entourage. Le modele est verifie a l'aide des mesures hydrodynamiques effectuees a l'ivk et de mesures de transfert de matiere fournies par l'itc-lyon. Le travail experimental montre la similitude entre les pulverisations cone plein, cone creux et jet plat. Il montre egalement que lors de la mesure dans un nuage de particules dense, la perturbation par le nuage cause un biais de la distribution favorisant les grandes particules; ce biais peut etre estime et corrige. L'erreur resultante sur le debit mesure peut atteindre plus de 50%. Le travail theorique montre que l'absorption peut atteindre plus de 90% du polluant; elle est elevee meme pour les polluants peu solubles si un reactif approprie est ajoute en phase liquide. Les simulations thermiques montrent que les transferts de matiere et de chaleur sont fortement couples et qu'une solution complete s'impose en general
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Forny, Laurent. "L'eau en poudre." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1701.
Full textAbstract:
Cette étude a pour objet l'élaboration de poudres sèches en apparence mais qui contiennent une quantité importante de matière active sous forme liquide. Ainsi, l'eau en poudre (à base de silice pyrogénique hydrophobe) peut incorporer jusqu'à 98% d'eau en masse. Les particules ont une taille moyenne d'environ 150 μm et présentent une bonne coulabilité. La libération de l'eau s'effectue par évaporation ou par pression mécanique. La structure des particules a été étudiée par microscopie électronique après cryofracture ou sublimation de l'eau. Les particules individuelles se composent d'une gouttelette d'eau enrobée par une coquille de silice. Il existe deux modes de fabrication: les procédés à fort taux de cisaillement de type mixeur et les procédés de pulvérisation de type granulateur. La qualité du produit dépend de la contribution énergétique du procédé et de l'angle de contact liquide/particule (évalué par intrusion d'eau). Les perspectives d'applications sont nombreuses<br>Water-rich powders, also called "dry water", containing up to 98% (by weight) of water and still maintaining the same flow properties as a dry powder were prepared by a simple mixing process. Dry water particles are a very convenient carrier system that can be easily produced at industrial scale. Water can be released by evaporation or under mechanical stress. The structure of individual particles bas been studied by electronic microscopy after freeze fracture or water sublimation. Each particle consist in a micrometric water droplet (average diameter of 150 μm) surrounded by a network build up by association of hydrophobic fumed silica particles. Two types of mixing processes were used: high shear processes and atomization processes such as granulators. The quality of the final product depends on the energetic contribution of the process and on the solid/liquid contact angle (evaluated by water intrusion). Potential applications are numerous in the food, pharmaceutical, and cosmetics industry
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Zainoun, Najib. "Contrôle de la fragmentation des jets liquides issus d'un disque tournant." Paris, CNAM, 2005. http://www.theses.fr/2005CNAM0520.
Full textAbstract:
Sur un nouveau générateur d'aérosols contrôlés, basé sur la fragmentation des jets issus d'un disue en rotation, que nous avons mis au point et automatisé, deux modèles ont été développés afin de déterminer la trajectoire des jets et les conditions exactes de leurs fragmentations. Le premier modèle détermine avec une bonne précision la trajectoire des jets grâce à l'introduction d'une loi empirique prédisant la force de traînée aérodynnamique. Le deuxiéme modèle, approchant le jet par une succession de tronçons cylindriques, permet de montrer que la perturbation qui se propage et s'amplifie le long du jet est une onde purement progressive avançant à une vitesse qui égale la somme de la vitesse de l'écoulement et la célérité des ondes dans un liquide au repos. Il est alors possible de prédire les distances de fragmentation d'un jet donne lieu à un aérosol monodisperse sans satellite et la taille des gouttes en fonction des propriétés physiques du liquide à disperser. L'étude a également montré que, dans le cas des disques lisse, les jets tournent plus lentement que le disque. Lorsque les disques présentant des dents régulièrement réparties à la périphérie, on observe, selon la taille relative des dents et des jets sur les dents. Cette perturbation constitue une source de vibration, qui contrôle la fragmentation de façon analogue à la mise en vibration du disque par une cellule piézoélectrique. Les mesures cinématiques et granulométriques ont été réalisées à l'aide de photographies de l'écoulement et granulomètre numérique spécifique présenté dans le document<br>On a new generator of controlled aerosols, based on the fragmentation of the jets resulting from a disc in rotation, which we developed and automated, two models were developed and automated, two models were developed in order to determine the trajectory of the jets and the exact conditions of their break-up. The first model determines the trajectory of the jets with good precision thanks to the introduction of an ampirical law predicting the aerodynamic force of trail. The second model, approaching the jet by a succession of cylindrical sections, makes it possible to show that the disturbance which spreads and develops along the jet is a purely progressive wave advancing with a speed equal to the sum of the velocity of the flow and the celirity of capillary waves in a rest liquind. Thus, it is possible to predict the distances of natural and forced break-up, the most-unstable frequency, the zone in which the break-up of a jet induce an aerosol monodispersed without satellite and the size of the drops according to the physical properties of the liquid to be dispersed. The study also showed that, in the case of the smooth dics, the jets turn slower than the disc. When the dics present regularly distributed teeth at its periphery, we observe, according to the relative size of teeth and jets, or a periodic disturbance of the jets created by the jets crossing over the teeth. This disturbance constitutes a source of vibration, which controls the break-up in a similar way when starting the vibration of the disc by using a piezoelectric cell. The kinematics and granulometrics measurements were realised by using the photographs of the flow and a specific numerical granulometer presented in the document
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Pretrel, Hugues. "Etude de comportement thermohydraulique de pulvérisations liquides sous l'effet d'un rayonnement infrarouge : application à la protection incendie par rideau d'eau." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0070.
Full textAbstract:
Ce travail présente une étude théorique et expérimentale du comportement thermo-hydraulique et radiatif d'un écoulement vertical de gouttelettes d'eau (rideau d'eau) soumis, sur une face, à un rayonnement infrarouge. Cette recherche entre dans le cadre du développement de techniques de protection contre les rayonnements d'incendies dont une des applications est la protection de réservoirs de stockage de gaz liquide par rideaux d'eau. Les objectifs sont l'étude phénoménologique du comportement radiatif d'un rideau d'eau et l'élaboration d'un modèle numérique d'ingénierie permettant de déterminer les performances d'atténuation d'un rayonnement d'incendie. L'étude phénoménologique est abordée par la description théorique du comportement d'une gouttelette d'eau soumise à un rayonnement thermique, étendue ensuite à un milieu de gouttelettes en utilisant le modèle de transfert radiatif à deux flux. La contribution de la vapeur d'eau, présente dans le rideau d'eau, sur les performances d'atténuation est étudiée. L'étude des transferts hydrodynamiques (échanges de quantité de mouvement) et thermiques (convection et évaporation) entre une goutte et la phase gaz est abordée. L'approche théorique conduit à l'élaboration d'un modèle de simulation mono-dimensionnel d'un rideau d'eau comme écran radiatif. Une étude expérimentale est menée afin de d'étudier le comportement hydrodynamique du rideau d'eau et ses performances d'atténuation. Les mesures hydrodynamiques sont effectuées par anémométrie laser, et les performances d'atténuation (mesure de transmittance totale) par des sondes fluxmètres. Ces résultats montrent le potentiel significatif des rideaux d'eau pour l'atténuation du rayonnement<br>A theoretical and experimental study of the attenuation performance of a water spray curtain subjected to thermal radiation on one side is presented. The spray curtain is a two-phase flow consisting of a gas phase and a droplet phase produced by an array of nozzles; both phases flow vertically downward. The thermal radiation ranges from the short to the medium infra-red spectrum. Such a droplet barrier is intended to produce sufficient radiative shielding to protect industrial storage tanks against accidental fires. The theoretical approach presents a description of the behavior of a single water droplet submitted to thermal radiation. This description is extended to the behavior of droplet medium using two flux models. The contribution of the gas phase is also analyzed. Hydrodynamic transfer (momenturn exchange) and heat and mass transfers {convection and evaporation) between the droplets and the gas are investigated. The theoretical approach leads to the development of numerical model simulating the thermohydraulic behavior of a water curtain. An experimental program carried out in the Water-Spray-Facility of the von Karman Institute is performed. The hydrodynamic behavior is measured with Phase Doppler Laser Anemometer and the attenuation performance (Total transrnittance) with fluxmeters. Results show the significant efficiency of water spray curtain to attenuate thermal radiation. Conclusions focus on practical guidelines for the design of water curtains as safety equipment
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Gomes, Pimentel Rogério. "Measurement and prediction of droplet size distribution in sprays." Doctoral thesis, Université Laval, 2006. http://hdl.handle.net/20.500.11794/18194.
Full text
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Yildiz, Dilek. "Experimental Investigation of superheated liquid jet atomization due to flashing phenomena." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2005. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/211018.
Full textAbstract:
The present research is an experimental investigation of the atomization of a superheated pressurized liquid jet that is exposed to the ambient pressure due to a sudden depressurization. This phenomena is called flashing and occurs in several industrial environments.<p><p>Liquid flashing phenomena holds an interest in many areas of science and engineering. Typical examples one can mention: a) the accidental release of flammable and toxic pressure-liquefied gases in chemical and nuclear industry; the failure of a vessel or pipe in the form of a small hole results in the formation of a two-phase jet containing a mixture of liquid droplets and vapor, b) atomisation improvement in the fuel injector technology, c) flashing mechanism occurrence in expansion devices of refrigerator cycles etc. The interest in flashing events is especially true in the safety field where any unexpected event is undesirable. In case of an accident, flammable or toxic gas clouds are anticipated in close regions of the release because of the sudden phase change .Due to the non-equilibrium nature of the flow in these near field regions, conducting accurate data measurements for droplet size and velocity is a challenging task resulting in scarce data in the very close area.<p><p>This research has been carried out at the von Karman Institute (VKI) within the 5th framework of European Commission to fulfill the goal of understanding of source processes in flashing liquids in accidental releases. The program is carried out under name of FLIE (Flashing Liquids in Industrial Environments)(Contract no: EVG1-CT-2000-00025). The specific issues that are presented in this thesis study are the following:a) a comprehensive state of art of the jet break up patterns, spray characteristics and studies related to flashing phenomena; b)flashing jet breakup patterns and accurate characterization of the atomized jet such as droplet diameter size, velocity and temperature evolution through carefully designed laboratory-scale experiments; c) the influence of the initial storage conditions on the final atomized jet; d) a physical model on the droplet transformation and rapid evaporation in aerosol jets.<p><p>In order to characterize the atomization of the superheated liquid jet, laser-based optical techniques like Particle Image Velocimetry (PIV), Phase Doppler Anemometry (PDA) are used to obtain information for particle diameter and velocity evolution at various axial and radial distances. Moreover, a high-speed video photography presents the possibility to understand the break-up pattern changes of the simulating liquid namely R-134A jet in function of driving pressure, superheat and discharge nozzle characteristics. Global temperature measurements with an intrusive technique such as thermocouples, non-intrusive measurements with Infrared Thermography are performed. Cases for different initial pressures, temperatures, orifice diameters and length-to-diameter ratios are studied. The break-up patterns, the evolution of the mean droplet size, velocity, RMS, turbulence<p>intensity and temperature along the radial and axial directions are presented in function of initial parameters. Highly populated drop size and velocity count distributions are provided. Among the initial storage conditions, superheat effect is found to be very important in providing small droplets. A 1-D analytical rapid evaporation model is developed in order to explain the strong temperature decrease during the measurements. A sensitivity analysis of this model is provided.<p><br>Doctorat en sciences appliquées<br>info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Jarsale, Geoffrey. "Etude expérimentale de l'interaction d'une détonation gazeuse avec un spray d'eau." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2017. http://www.theses.fr/2017ESMA0021/document.
Full textAbstract:
Ce projet de thèse expérimentale vise à étudier l'interaction d'une détonation se propageant dans une atmosphère gazeuse réactive ensemencée d'un spray d'eau, au sein d'un tube vertical de 4 m de haut ayant une section carré de 52 mm de côté. Le dispositif permet de mesurer les célérités de propagation de la détonation et les niveaux de pression associée, ainsi que d'analyser la structure cellulaire. La caractérisation du spray d'eau par la méthode PDI a permis d'évaluer le diamètre moyen des gouttelettes à 10 μm. Les densités apparentes de spray peuvent atteindre 200 à 250 g/m³.La première étude a consisté à faire varier la dilution Z en argon de 3 à 28, ainsi que la quantité X d'eau injectée (YH2O pouvant atteindre 15%), dans des mélanges de types C2H4-O2-Zar-XH2O(l). Cette étude a permis de faire varier les longueurs caractéristiques de la détonation par rapport à celles du spray. Deux comportements très différents ont été mis en évidence, suivant la taille plus petite (premier comportement) ou plus grande (deuxième comportement) de la longueur d’induction chimique par rapport à celle de l’atomisation secondaire des gouttelettes, dans les conditions de détonation. Ainsi dans le cas idéal où l’épaisseur hydrodynamique – distance moyenne entre le choc et la surface sonique – englobe l’ensemble des interactions diphasiques, la célérité de détonation sera celle de Chapman-Jouguet diphasique, inférieure au cas purement gazeux. De plus dans le cas du premier comportement, la vapeur issue de la phase dispersée ne participera pas l'agrandissement de la structure cellulaire, a contrario du second.Afin de préciser le mécanisme responsable du deuxième comportement, la seconde étude s'est quant à elle attachée à l'analyse de l'influence du spray par rapport à la régularité de la structure cellulaire de la détonation. Deux mélanges sont ainsi considérés, générant une détonation à structure régulière (C2H4-O2-28Ar-XH2O(l)) ou irrégulière (C2H4-O2-11.286N2-XH2O(l)). Cette étude a confirmé que dans cette configuration, la vapeur d’eau issue de la phase dispersée liquide participe alors à l'agrandissement de la structure cellulaire. Elle a également permis de montrer la plus grande résilience des détonations irrégulières par rapport aux détonations régulières vis-à-vis des pertes pariétales. Il a également été constaté que la perte de régularité de la structure cellulaire liée à l'ajout d'eau est associée à l'augmentation de l'énergie d'activation réduite Ea/RTvn et du facteur de stabilité, expliquant par ailleurs l'apparition d'une sous-structure cellulaire, semblable à celle observée dans les détonations initialement irrégulières. La vapeur d’eau ainsi produite par l’évaporation du spray agit alors comme un diluant inerte en aval du choc incident<br>The interaction between a gaseous detonation and a water spray was experimentally studied in a 4 m high vertical detonation tube with a 52 mm by 52 mm square section. Detonation pressure signals, average velocity and cellular patterns were recorded.The spray, produced by an ultrasonic generator and injected at the bottom of the tube, was characterized by the Phase Doppler Interferometry (PDI) method. The spray analysis revealed an average droplet diameter of10 μm with Liquid Water Content (LWC) up to 200-250 g/m3. The first study compared the detonation and spray lengths in stoichiometric CzH4-02-Ar-H20(l) mixtures for argon dilution ranging from 3 to 28 and water mass fraction up to Y ttzo 15%. Two distinct behaviors were revealed, driven by the length of the induction zone compared to the secondary breakup length of the spray droplets. It is found that in the ideal case where the hydrodynamic thickness (representing the average length between the shock and the sonic surface) encompass the endothermic multiphase processes, the experimental detonation velocity is equivalent to the Ideal Chapman Jouguet multiphase velocity, which is lower than the ideal detonation velocity in a dry mixture. Moreover, when the induction length is shorter than the secondary breakup length, the water vapor produced by the droplets breakup is not involved in the cellular structure enlargement.The second study highlighted the influence of the water spray on the cellular structure regularity, by using mixtures of CzH.-02-28Ar-H20(l) and C2H.-02-N2-H20(l) with various equivalence ratio. The experiments show that irregular detonations are more resilient compared to regular ones. Moreover the loss of the detonation regularity generated by the water spray addition and the increase in both the reduced activation energy Ea/RTvn and the stability factor are responsible for the sub-structure generation, similar as the one observed in initially irregular detonation. Furthermore, ZND computations indicated that water mainly 5played a thermal role by diluting the reactive gaseous mixture and seemed to have a limited impact on the kinetic nrocesses
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Cado, Gwenaëlle. "Étude physico-chimique, fonctionnalisation et applications des films de polysaccharides." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00859416.
Full textAbstract:
En France, 5 % des patients hospitalisés contractent une infection nosocomiale. Pour lutter contre ce problème, nous avons développé un nouveau type de films biocompatibles, pouvant être fonctionnalisés, à base de polysaccharides construit par pulvérisation alternée ou simultanée pour les utiliser comme revêtements d'implants biomédicaux. La pulvérisation, issue du dépôt couche-par-couche de polyanions et de polycations, permettent un gain de temps conséquent.D'abord, la complexation du couple chitosane/acide hyaluronique et le dépôt de multicouches sur ces complexes ont été étudiés. Puis, nous avons étudié la construction de films de 3 couples de polysaccharides par pulvérisation alternée et simultanée. La biocompatibilité de ces films a été étudiée pour valider leur utilisation en tant que revêtements de biomatériaux. Enfin, leur fonctionnalisation a été abordée. L'activité de ces revêtements contre différents pathogènes et leur biocompatibilité ont été testées. Cette étude montre qu'il est possible de construire par pulvérisation des films de polysaccharides et de les rendre actifs grâce au greffage de peptides antimicrobiens.