Brouillard d'eau dans une enceinte fermée

[zenith87]

Bonjour,

Dans le cadre d'un stage, je dois étudier de la combustion en présence de micro gouttelettes d'eau qui forment un brouillard. Mais ça fait deux semaines que je suis bloqué, je n'arrive pas à former ce brouillard.
Mon enceinte cylindrique est en acier avec deux fenêtres de visualisation sur les côtés, fait 23L et possède 4 ventilateurs sur la surface extérieure.
J'ai observé qu'il est possible d'obtenir un brouillard après la combustion à richesse 1 du méthane dans l'air, à la pression atmosphérique. Après la combustion (les produits étant de l'eau et du CO₂), j'ajoute de l'air dans l'enceinte jusqu'à 1,5 bar, puis je détends le mélange (jusqu'à 1 bar) en évacuant les gazs et lors de cette détente le brouillard se crée.
Mais je n'arrive pas à reproduire ce phénomène, juste en injectant de l'eau liquide dans l'enceinte (avec de l'air), puis la transformer en vapeur, jusqu'à saturation, puis en détendant je devrais obtenir un brouillard puisque je passe dans le domaine liquide+vapeur. Mais ça ne fonctionne pas...
Je sais que si j'injecte 0.7mL d'eau à 30°C dans l'enceinte, au bout d'un certain l'équilibre thermodynamique est atteint, et je suis la pression P_H2O=P_satH20.

Voilà si vous avez des pistes pour moi, j'ai tenté beaucoup de choses...
Merci de m'avoir lu,

Cordialement,
-----

[Resartus]

Bonjour,

Mon interprétation de ce que vous observez après combustion du méthane, c'est que même en mélange stoechimétrique, il doit y avoir un très faible pourcentage qui n'est que partiellement oxydé, et ces particules de carbone bien réparties dans le volume de la cellule serviront de germes pour la condensation ultérieure de l'eau.
je suppose que l'air est trop "propre" dans le second cas, et la condensation se fera essentiellement sur les parois, ce qui n'est pas le but recherché.
Pour avoir plus de condensation dans la masse avec un air propre, on peut essayer d'être plus brutal dans la détente, par exemple partir d'un mélange air/vapeur d'eau à plus de 2 bars.

[harmoniciste]

Comment fonctionnent les brumisateurs des marchands de légume?

[zenith87]

Probablement grâce à de l'eau haute pression, qui va créer de très fines gouttelettes lors de l'impact sur la buse. Mais je ne vois pas en quoi cela peut m'aider je n'ai pas d'injecteur à eau sous la main.

[A voir en vidéo sur Futura]

[zenith87]

Bonjour,

Mon interprétation de ce que vous observez après combustion du méthane, c'est que même en mélange stoechimétrique, il doit y avoir un très faible pourcentage qui n'est que partiellement oxydé, et ces particules de carbone bien réparties dans le volume de la cellule serviront de germes pour la condensation ultérieure de l'eau.
je suppose que l'air est trop "propre" dans le second cas, et la condensation se fera essentiellement sur les parois, ce qui n'est pas le but recherché.
Pour avoir plus de condensation dans la masse avec un air propre, on peut essayer d'être plus brutal dans la détente, par exemple partir d'un mélange air/vapeur d'eau à plus de 2 bars.

Je vous remercie pour votre réponse, je pensais aussi que c'était un problème de noyau de condensation, j'ai donc injecté préalablement une petite quantité de fumée dans l'enceinte, mais rien n'y fait...
J'ai essayé comme vous l'aviez suggéré de partir d'un mélange au-delà de 2 bars (je pense que c'est un critère important la vitesse de détente mais je peux guère pressuriser au-delà 2 bar on m'a dit que les vitres risque d'exploser), j'ai l'impression que c'est mieux lors de la détente, je peux apercevoir de très fine gouttelettes d'eau mais c'est très léger et j'ai besoin de beaucoup de luminosité pour les apercevoir.
Alors que le brouillard après combustion du méthane est très voyant et dense.

[Resartus]

Re,
J'ai été surpris d'apprendre, d'après ce lien : https://fr.wikipedia.org/wiki/Noyau_de_condensation
que dans l'air parfaitement pur, une vapeur d'eau pourrait rester sursaturée à près de 500% sans se condenser (j'aurais pensé à un chiffre beaucoup plus faible).
Pas étonnant, finalement que vous n'ayez pas de brouillard...

Si, pour avoir vos noyaux, la combustion du méthane vous est interdite, peut-être que de l'eau salée suffirait?

(je suppose qu'on doit exclure la possibilité de mettre un produit très radioactif au centre de l'enceinte.. )

[harmoniciste]

Je vous ai suggéré de voir les brumisateurs des marchands de légume. Ils ne fonctionnent pas par injection sous haute pression, mais par ultra-sons:
http://phymain.unisciel.fr/le-brumis...es-de-faraday/

[zenith87]

Si, pour avoir vos noyaux, la combustion du méthane vous est interdite, peut-être que de l'eau salée suffirait?

Re,
Tout d'abort merci pour votre réponse mais je ne vois pas bien ce que vous voudriez faire avec de l'eau salée. Vous pensez que les cristaux de sels peuvent servir de noyaux ?

[zenith87]

Si quelqu'un a d'autres suggestions je suis preneur... Je suis un peu désemparé

[azizovsky]

un peu de fumée de l'encens comme aérosol . (il doit pas rester plus d'une seconde à l'intérieur de l'enceinte +détente rapide pour voir....)

[zenith87]

un peu de fumée de l'encens comme aérosol . (il doit pas rester plus d'une seconde à l'intérieur de l'enceinte +détente rapide pour voir....)

Okay merci !, je vais tenter de faire ça, mais c'est pas évident de synchroniser les deux expérimentalement.