Étude de la croissance d'une bulle de vapeur au sein d'un liquide surchauffé soumis à une pression variable

Abstract

L'étude dynamique de la croissance d'une bulle de vapeur au sein d'un liquide surchauffé soumis à une pression variable, fait appel aux équations fondamentales de la mécanique des fluides, à savoir les équations de continuité, du mouvement et d'énergie, ainsi que l'équation de KELVIN. Vu que la croissance d'une bulle de vapeur est causée par le phénomène d'évaporation qui a lieu à la paroi de la bulle, le problème de dynamique se superpose à un problème de transfert de chaleur. Le problème de diffusion thermique à travers une couche thermique mince a été solutionné par PLESSET et ZWICK. Leur solution d'ordre zéro T(r,t) est utilisée dans le présent travail. Elle permet de dériver une relation implicite du rayon de la bulle en croissance dans un liquide surchauffé soumis à une pression variable ou constante à l'infini. Afin d'évaluer de façon explicite les valeurs du rayon de la bulle en croissance à partir de cette relation implicite, une méthode de calcul numérique est développée. Pour le cas d'une surchauffe constante, les prédictions obtenues en utilisant la méthode présentée dans ce travail concordent bien avec celles du modèle asymptotique de PLESSET et ZWICK. Ces dernières furent également vérifiées expérimentalement par DEGARABEDIAN. Pour le cas d'une surchauffe variable, on constate que de façon générale les courbes de croissance théoriques et expérimentales ont une même allure ou une même forme, après la période de croissance initiale.