ETUDE NUMERIQUE DE L’EVAPORATION D’UN FILM D’EAU ETUDE NUMERIQUE DE L’EVAPORATION D’UN FILM D’EAU ETUDE NUMERIQUE DE L’EVAPORATION D’UN FILM D’EAU LIQUIDE EN ECOULEMENT LAMINAIRE LE LONG D’UNE PLAQUE PLANE LIQUIDE EN ECOULEMENT LAMINAIRE LE LONG D’UNE PLAQUE PLANE LIQUIDE EN ECOULEMENT LAMINAIRE LE LONG D’UNE PLAQUE PLANE

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2017
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On présente dans cette étude une modélisation numérique du phénomène d’évaporation d’un film liquide par convection forcée laminaire d’un mélange air-vapeur d’eau dans un canal incliné à parois isotherme et adiabatique. Le modèle mathématique a été élaboré à partir des équations de continuité, de conservation de quantité de mouvement, d’énergie et de diffusion de vapeur en mélange gazeux. Les variations des débits liquide et gazeux ont été calculées par des méthodes basées sur l’intégration du flux massique liquide à la paroi soumise au ruissellement du film liquide et la conservation du débit massique total des deux phases fluides en écoulement. Les systèmes d’équations sont ensuite résolus par la méthode des différences finies en schéma implicite. Une étude de sensibilité aux dimensions du maillage a été également effectuée. Les calculs ont été menés dans différentes conditions opératoires. A partir de l’ensemble des résultats obtenus, on peut tirer les conclusions suivantes : - Le débit du film liquide et le coefficient d’échange de chaleur présentent des gradients élevés dans la région d’entrée du canal, puis évoluent progressivement vers le régime permanent correspondant à l’assèchement de la paroi et à l’équilibre thermique du système non encor atteint à l’extrémité inférieure du canal dans les conditions opératoires considérées dans cette étude. - Le taux d’évaporation et le flux thermique pariétal augmentent avec le débit d’entrée du mélange gazeux et le coefficient de convection externe. Ces grandeurs diminuent lorsque la température d’entrée du fluide et la largeur du canal augmentent - Dans le cas d’une paroi soumise à un échange convectif avec un fluide extérieur, l’évaporation est caractérisée par une diminution des transferts et une variation plus faible du débit de liquide. Cependant, le système évolue vers le même état final d’équilibre thermique que dans le cas de la paroi isotherme. Mot-clés : évaporation, film liquide, écoulement laminaire, mélange air-vapeur
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