Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 20, Numéro 10, octobre 1985
Page(s) 699 - 709
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019850020010069900
Rev. Phys. Appl. (Paris) 20, 699-709 (1985)
DOI: 10.1051/rphysap:019850020010069900

Transferts de masse et de chaleur entre une gouttelette d'un liquide hygroscopique et l'air humide

R. Pelletret1 et J.-D. Sylvain2

1  Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, Sophia Antipolis, BP 21, 06562 Valbonne Cedex, France
2  CNRS, Laboratoire d'Ecothermique, Sophia Antipolis, BP 21, 06562 Valbonne Cedex, France


Abstract
This study is a part of a larger research about heat and mass transfer between hygroscopic liquids and moist air. Such a liquid collects water vapour molecules and, because of the heat of condensation, overheats. Transient experiments, measuring the temperature of lithium chloride and soda droplets, led to validate the Ranz and Marshall correlation. A finite difference model of the variation of the temperature and the mass of hygroscopic liquids droplets is compared to those experiments. This model shows off the part of the liquid phase mass diffusivity on the kinetic of the transfers and the part of the droplets dimensions on the maximum temperature. It opens the way to the optimization of exchangers by spraying and hygroscopic liquid in an air flow.


Résumé
Cette étude s'insère dans le cadre des interactions entre un liquide hygroscopique et l'air humide. Par définition, une goutte d'un tel liquide capte les molécules de vapeur d'eau et s'échauffe du fait de la chaleur libérée, à sa surface, par condensation. Des expérimentations, mesurant en régime transitoire la température de gouttelettes de chlorure de lithium et de soude, ont permis de valider, pour nos applications, la corrélation de Ranz et Marshall. Un modèle aux différences finies, de l'évolution en température et en masse d'une goutte d'un liquide hygroscopique dans un flux d'air, est calé sur ces expérimentations. Ce modèle met en évidence le rôle de la diffusivité massique de la phase liquide dans la cinétique de ces transferts et de la taille des gouttes sur l'optimum de température. Il ouvre la voie à une optimisation des échangeurs par pulvérisation d'un liquide hygroscopique dans un flux d'air.

PACS
4725Q - Convection and heat transfer.
4755K - Multiphase flows.

Key words
drops -- heat transfer -- mass transfer -- two phase flow -- heat transfer -- Ranz correlation -- mass transfer -- hygroscopic liquid droplets -- moist air -- water vapour molecules -- heat of condensation -- overheats -- Marshall correlation -- finite difference model -- liquid phase mass diffusivity -- maximum temperature