Vaporization of bi-component droplets in a turbulent over-heated flow : Experiments and Numerical Simulation

Texte intégral

(1)Open Archive TOULOUSE Archive Ouverte (OATAO) OATAO is an open access repository that collects the work of Toulouse researchers and makes it freely available over the web where possible.. This is an author-deposited version published in : http://oatao.univ-toulouse.fr/ Eprints ID : 11182. To cite this version : Moreau, Florian and Castanet, Guillaume and Bazile, Rudy and Lemoine, Fabrice Vaporization of bi-component droplets in a turbulent over-heated flow : Experiments and Numerical Simulation. In: 24th European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, September 2011 (Estoril, Portugal).. Any correspondance concerning this service should be sent to the repository administrator: staff-oatao@listes-diff.inp-toulouse.fr.

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(98) droplet surface is assumed to be in equilibrium with the liquid mixture. In addition the liquid and vapor mixtures are considered to be ideal so that the Raoult law can be applied: where ( . (& ! ( ! 0 where x denotes the molar fraction. P =1atm is the ambient pressure in the channel, T is the droplet surface temperature and P t is the saturating vapour pressure. To solve equation the droplet is divided into 100 regular segments along the radial coordinate and a CrankNicholson scheme is used. At each time step, the droplet radius is updated to account for the loss of mass and the swelling. Downstream distance from the injector is converted into time with the help of the space evolution of the droplet velocity measured using the PDA technique. Figure 3 shows the evolution of the droplet average axial velocity for different size classes. As expected, the smallest droplets have a relative velocity almost equal to 0. These droplets follow the free stream. -49 8 4? )4 4 $ ! 84 )5 )5) 8 4 494$ 9==!9$) 8 ? The axial velocity is also used to calculate the Reynolds number in equations and . a. s. sa. ;

(99) $ $" , ) " The effect of turbulence on evaporation at any scale is not taken into account in the simulations, which are also reduced to a single dimension domain. In particular, the influence of the channel wall is ignored. In figure 4, it is also apparent that the mean liquid concentration is not uniform in a section of the channel near the injection but it tends to become uniform rapidly after. 4 6 58) 8 = 9 8 )5 == 8 *

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