Nouveau procédé de séparation des espèces d'un fluide binaire par convection mixte

Abstract

Lorsqu’on soumet une solution initialement homogène, constituée d’au moins deux espèces chimiques, à un gradient thermique, celui-ci induit un transfert des constituants au sein du mélange : ce phénomène est appelé thermodiffusion ou effet Soret. Le couplage entre la convection et la thermodiffusion, appelé diffusion thermogravitationnelle conduit, sous certaines conditions, à une séparation des espèces plus importante qu'en thermodiffusion. Dans les colonnes thermogravitationnelles verticales le gradient thermique imposé induit non seulement la thermodiffusion mais également le mouvement convectif. Nous proposons dans ce travail une nouvelle technique permettant d'améliorer le procédé de séparation en découplant le gradient thermique de la vitesse convective. On considère pour cela, une cavité rectangulaire, horizontale, remplie d’un fluide binaire et soumise à un flux de chaleur vertical. La paroi supérieure est animée d’une vitesse uniforme, ce qui permet de disposer de deux paramètres de contrôle indépendants. Les résultats analytiques et numériques obtenus sont en parfait accord.