Tailles d'une bulle d'air diffusée

[inviteddc51a82]

Bonjour à tous,

Je m'arrache un peu les cheveux sur un problème de diffusion d'air au travers d'un élément poreux, l'objectifs étant d'avoir une estimation de la taille des bulles générées.

Je connais globalement la taille des pores du diffuseur (d), ainsi que sa perméabilité (k).

En amont du diffuseur, la pression du gaz est notée Pg1; en aval, la pression de l'eau est notée Pl2. Si on considère un certain débit Q de gaz, on calcule la pression du gaz en sortie du diffuseur (Pg2) par l'intermédaire de sa perméabilité k (DP = kQ).

Pour calculer la taille des bulles, je suppose qu'il y a 3 paramètres différents :
- la taille des pores
- la loi de laplace : Pg2-Pl2=4*sigma/Diametre
- la loi des gaz parfait : Pg2 * 4/3*pi*r^3=nRT.

Dites moi si je me trompe...
A partir de la loi de laplace, je trouve que pour Pl2 cst, si Pg2 augmente, alors le diamètre des bulles diminue...... y'a un truc qui m'échappe...

Pouvez vous m'expliquer mon erreur, et m'aider à estimer la taille des bulles ?

Merci
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[LPFR]

Bonjour.
Oui, la pression augmente quand la bulle est petite. Donc pour initier une bulle à partir de rien il faut une pression "infinie". Vous pouvez le constater avec une boisson gazeuse dans un verre. Si vous prenez un verre qui sort du lave-vaisselle, il fai très peu de bulles. Si vous venez de l'essuyer avec un torchon, il en formera beaucoup. Les brins de tissu qui restent collés sur le verre serviront des centres de formation de bulles.
Dans votre cas, ce sont les pores qui serviront de centres de naissance de bulles. Et la pression nécessaire sera d'autant plus grande que les pores sont petits.
Mais une fois qu'une bulle s'est formée et qui est partie, elle laisse une "demi-bulle" collée à la sortie du trou, qui permet de créer une nouvelle avec moins de pression.

Et il ne faut pas oublier la mouillabilité de l'objet poreux.

De plus, la taille de bulles au décrochage dépend de la taille de la zone de contact avec la surface poreuse autour du pore.

Le problème est assez compliqué et a donné lieu à beaucoup de thèses (dont plusieurs financées par des producteurs de champagne).

Tout cela pour vous dire que la prévision semble plus ou moins impossible. Du moins avec précision.
Au revoir.

[inviteddc51a82]

Bonjour et merci de votre réponse,

Je suis tout à fait d'accord avec vous, mais à la différence des bulles de champagne, la pression au niveau des pores est controlée par la pression du gaz en amont du diffuseur.

Si la pression d'alimentation (Pg1) augmente, la taille des bulles observées augmente également (un peu comme qd on souffle dans un chewing gum, mais je ne sais pas si l'analogie est correcte) comme si l'inertie du gaz permettait aux bulles d'accepter plus de gaz avant de se détacher du poreux... Vous connaissez ce phénomène ?

[LPFR]

Re.
Le décrochement d'une bulle n'est pas instantané. Il faut que le col se forme et s'étrangle. Et pendant ce temps la bulle continue de gonfler. Donc, avec un débit plus grand les bulles sont plus grandes.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteddc51a82]

Et ce temps risque de dépendre du débit puisque le détachement de la bulle correspond au moment où les forces d'archimède (et donc le volume) sont plus importantes que les forces d'adhésion...
ca se complique...

[LPFR]

Et ce temps risque de dépendre du débit puisque le détachement de la bulle correspond au moment où les forces d'archimède (et donc le volume) sont plus importantes que les forces d'adhésion...
ca se complique...

Re.
Oui. Vous pouvez faire une thèse sur le sujet.
A+