Journal de thermodynamique et de catalyse
Libre accès
ISSN: 2157-7544
ISSN: 2157-7544
Michael Shoikhedbrod
L'étude du comportement des bulles de gaz (gouttes) dans des conditions de gravité réduite et de microgravité peut être utilisée dans la conception conceptuelle des systèmes de gestion gaz-liquide des avions et de l'espace. Il est très important de prendre en compte l'influence des conditions de gravité et de microgravité modifiées sur le comportement des bulles de gaz (gouttes) fixées sur la surface solide, car cette influence peut être plus forte que l'action d'autres forces externes. Le principal objectif de la présente recherche est d'étudier l'effet des conditions de gravité réduite et de microgravité sur le comportement des bulles (gouttes) individuelles, fixées sur la surface solide dans le liquide. De nouvelles techniques mathématiques ont été développées pour modéliser le comportement des bulles de gaz (gouttes), fixées sur la surface solide dans le liquide dans des conditions de gravité réduite et de microgravité. Ces techniques ont été utilisées pour modéliser le comportement des profils de bulles de gaz (gouttes) et pour calculer leur changement d'énergie de surface commune dans des conditions de gravité réduite, augmentée et de microgravité. Le modèle a également été utilisé pour estimer les conditions de déchirure et de fixation des bulles (gouttes) sur la surface solide dans ces conditions. Français Les calculs numériques du modèle développé ont permis d'établir que sous des conditions de gravité réduite, la bulle de gaz (goutte) est « soulevée » sur la surface solide du liquide et son énergie de surface commune est libre. Les bulles de gaz avec des volumes (par exemple) de 1,9 à 2,2 cm3 sont arrachées de la surface solide et leur énergie libre est transformée en énergie cinétique de bulle sautant du haut vers le fond du liquide. Les bulles de gaz avec des volumes de 2,3 à 2,8 cm3 sont fixées sur la surface solide et leur énergie libre est dépensée sur les oscillations des bulles de gaz à la surface solide. Sous des conditions de gravité accrue, la bulle de gaz (goutte) est « posée » sur la surface solide du liquide et l'énergie de surface commune n'est pas libre et est dépensée sur les oscillations des bulles (gouttes) à la surface solide.
Les conclusions théoriques et les calculs numériques du modèle développé ont été prouvés lors des essais effectués sur des avions paraboliques. Les essais ont prouvé que le modèle développé peut correctement simuler le comportement des profils de bulles et de gouttes de gaz, leur changement d'énergie de surface commune et estimer les conditions de leur arrachement et de leur fixation sur la surface solide dans des conditions de gravité réduite et de microgravité. Les techniques informatiques du modèle peuvent simuler le comportement des bulles et des gouttes sous l'influence de différentes forces externes dans des conditions de microgravité (g=0) lorsqu'elles sont prises en compte. De plus, l'utilisation du modèle développé permet de contrôler le comportement des bulles et des gouttes de gaz en microgravité par le changement contrôlé de la tension superficielle et de l'angle de cohésion (action réactive apolaire).