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Atomisation, pulvérisation et aérosols - Théorie et modèlesArticle de référence | Réf : AF3622 v1
Auteur(s) : Luis LE MOYNE
Date de publication : 10 janv. 2010
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Les difficultés de prédiction théorique des tailles de gouttes lors de l'atomisation a conduit au développement de nombreuses corrélations empiriques reliant les paramètres physiques du processus à différentes formes de distributions. Ces distributions de tailles de gouttes se présentent sous deux formes fondamentalement, soit le nombre de gouttes N (d) de diamètre d (à plus ou moins δd près) ou le volume du liquide V (d) des gouttes de diamètre d (à plus ou moins δd près). Les deux formes de distributions sont reliées par :
Les distributions les plus couramment utilisées sont la loi normale, log-normale, Nukiyama-Tanasawa, Rosin-Rammler et χ2. Toutes ces distributions sont équivalentes en termes de validité et d'applicabilité, en pratique elles doivent être testées toutes sur le cas spécifique à traiter pour décider laquelle est alors la plus en adéquation. Faute de quoi, ce sont les arguments de simplicité et de la quantité d'information disponible sur le phénomène qui permettront d'en sélectionner une.
Dans les processus d'atomisation complexes où l'on eut considérer une génération pratiquement aléatoire des gouttes, les corrélations du type normal, ou gaussiennes peuvent s'appliquer. Dans ce cas, le nombre de gouttes suit la fonction de probabilité suivante :
Cette distribution peut être ajustée en pratique si l'on connaît l'écart-type s et le diamètre moyen
.
Dans les processus d'atomisation naturels et l'atomisation de solides en fusion, la loi log-normale peut souvent s'appliquer :
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(1) - EGGERS (J.) - Theory of drop formation. - Physics of Fluids, 7, p. 941-953 (1994).
(2) - PHILLIPS, OSMAN (A.B.) - Computational and experimental analysis of dynamics of drop formation. - Phys. Fluids, DOI:10.1063/1.870224, 11(12), p. 3577 (1999).
(3) - BOECK (T.), ZALESKI (S.) - Numerical simulation of liquid – Gas interfaces with applications to atomization. - XXI International Congress of Theoretical and Applied Mechanics, Warsaw, Poland, 15-21 août 2004.
(4) - BREMOND (N.), VILLERMAUX (E.) - Atomization by jet impact. - J. Fluid Mech., vol. 549, p. 273-306 (2006).
(5) - HUIMIN (L.) - Science and engineering of droplets fundamentals and applications. - Noyes publications Park Ridge, New Jersey, USA, William Andrew publishing, LLC Norwich, New York, USA (1981).
(6) - LEFEBVRE (A.H.) - Atomization and sprays. - ...
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