Étude numérique et expérimentale de l’évaporation de multi-gouttes sessiles : Influence de l’effet d’écran sur la dynamique d’évaporation

L’évaporation des gouttes sessiles constitue un phénomène clé dans de nombreuses applications industrielles. Dans ces applications, une goutte est rarement seule, mais souvent entourée par d’autres. Ce processus implique des transferts simultanés de chaleur et de masse, ainsi que des interactions complexes entre les gouttes selon leurs configurations. Notre étude, à la fois numérique et expérimentale, vise à analyser le processus d’évaporation de multi-gouttes sessiles placées sur un substrat rigide dans des conditions ambiantes.

Un modèle tridimensionnel a été développé et résolu à l’aide de COMSOL Multiphysics. Les simulations de deux gouttes identiques proches montrent des disparités de température à leurs extrémités et une non-uniformité des flux évaporés sur la surface de chaque goutte, attribuées à l’effet écran mutuel. Cet effet diminue avec l’augmentation de la distance entre les gouttes, réduisant les variations des taux d’évaporation. En revanche, une goutte isolée présente des profils symétriques et uniformes, en l’absence de perturbations externes.

Une expérience est en cours de réalisation pour valider ces observations numériques. Trois techniques de mesure (thermique, massique et optique) sont mises en œuvre. Après calibration, des investigations permettront d’explorer les interactions entre gouttes en fonction de leur disposition et de la distance les séparant. Les résultats expérimentaux seront comparés aux simulations numériques pour affiner la compréhension des influences mutuelles sur les taux d’évaporation.

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