Hydrodynamique d'un essaim de bulles en ascension
Institution:
Toulouse, INPTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Dans de nombreuses applications, des bulles sont utilisées pour agiter un liquide afin de favoriser le mélange et les transferts. Ce travail est consacré à l'étude de l'hydrodynamique d'une colonne à bulles. Expérimentalement, nous avons déterminé les propriétés des fluctuations de vitesses à l'intérieur et derrière un essaim de bulles homogène en ascension pour différentes tailles de bulles et fractions volumiques [alpha] : auto-similarité en [alpha] à la puissance 0,4, spectre en nombre d'onde à la puissance -3 et échelle intégrale de longueur imposée par la force de flottabilité. Numériquement, nous avons reproduit ces propriétés par simulation des grandes échelles en modélisant les bulles par des volumes-forces. Nous avons ainsi prouvé que la dynamique est maîtrisée par les interactions des sillages.
Abstract FR:
In many applications, bubbles are used to agitate a liquid in order to enhance mixing and transfer. This work is devoted to the study of the hydrodynamics in a stable bubble column. Experimentally, we have determined the properties of the velocity fluctuations inside and behind a homogeneous swarm of rising bubbles for different bubble sizes and gas volume fractions [alpha] : selfsimilarity in [alpha] to the power 0,4, wave number power law in -3 and integral length scale controlled by buoyancy. Numerically, we have reproduced these properties by means of large-scale simulations, the bubbles being modeled by volume-forces. This confirms that the dynamics is controlled by wake interactions.