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Mélange dans un écoulement à bulles : mesures expérimentales et modélisation

Alméras, Elise and Roig, Véronique and Risso, Frédéric and Plais, Cécile and Augier, Frédéric Mélange dans un écoulement à bulles : mesures expérimentales et modélisation. (2013) In: XIVe congrès de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP2013), 8 October 2013 - 10 October 2013 (Lyon, France). (Unpublished)

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Official URL: http://sfgp2013.congres-sfgp.eu/partenariats.html

Abstract

Nous étudions le mélange d’un traceur passif peu diffusif dans un essaim de bulles homogène en ascension dans une cellule de Hele-Shaw remplie d’eau à grand nombre de Reynolds particulaire. Cet écoulement peut être considéré comme bidimensionnel. L’agitation du liquide, principalement due aux sillages des bulles, possède des propriétés originales (Bouche et al., 2012 ; Roig et al., 2012). Pour effectuer des mesures de concentration résolues en temps, nous avons adapté la technique de Fluorescence Induite par Laser (LIF) à l’investigation des écoulements à bulles. Les mesures de LIF sont faites en un point et couplée à de la spectrométrie. D’un côté de la cellule de Hele-Shaw, un laser éclaire un volume de mesure et permet d’exciter le colorant. De l'autre côté, une fibre optique collecte la lumière et la transmet à un spectromètre qui permet d’isoler la lumière fluorescée et d’en déduire la concentration locale à une cadence de 250 Hz. A une certaine distance de l’injecteur, le signal de concentration mesuré présente d’intenses et rapides fluctuations qui sont la trace du passage de paquets de colorant transportés par les bulles individuellement. Une évolution de la concentration bien plus lente se superpose à ces fluctuations et montre deux phases d’évolution. Dans un premier temps, le niveau de concentration augmente globalement car les bulles transportent du colorant jusqu’au volume de mesure. Puis, comme l’injection se fait pendant un temps fini, une phase de décroissance de la concentration est observée. Cette décroissance est exponentielle et ne peut être compatible avec un modèle diffusif. Néanmoins, elle est compatible avec un modèle de transport de colorant par les sillages moyens des bulles, sillages qui sont fortement écrantés et atténués par le frottement aux parois. De ce fait, le mélange dans un écoulement à bulles en cellule de Hele-Shaw est convectif et intermittent.

Item Type:Conference or Workshop Item (Paper)
Audience (conference):International conference without published proceedings
Uncontrolled Keywords:
Institution:French research institutions > Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
French research institutions > IFP Energies Nouvelles - IFPEN (FRANCE)
Université de Toulouse > Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
Laboratory name:
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Deposited On:26 Nov 2013 10:02

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