Mélange d'un fluide dense dans un écoulement turbulent dans un tuyau Partie 2. Dépendance des coefficients de transfert à la stabilité locale

Cet article poursuit une enquête sur le mélange d'une couche dense de solution saline dans un écoulement turbulent dans un tuyau afin d'obtenir une compréhension plus détaillée des processus physiques sous-jacents. L'effet de la différence de densité sur le profil de vitesse dans un tuyau incliné est calculé en utilisant un modèle simplifié, et les résultats sont comparés aux mesures directes obtenues en chronométrant des traînées de colorant à divers niveaux dans le tuyau. Ces profils de vitesse sont également utilisés en conjonction avec des profils de densité pour estimer la dépendance des coefficients de transfert pour le sel et la quantité de mouvement K S et K M, à la stabilité. Il est constaté que K S est beaucoup plus affecté par le gradient de densité que K M, et que le rapport K S / K M peut être représenté, avec la précision des expériences, comme une fonction du nombre de Richardson local Ri. Les résultats s'accordent avec ce qui est connu de K S / K M dans des conditions neutres et très stables, et ils confirment une prédiction antérieure d'Ellison selon laquelle le nombre de Richardson de flux critique, au-delà duquel K S devient nul, est bien inférieur à l'unité. Enfin, une méthode semi-empirique grossière est esquissée, indiquant comment les nouvelles mesures des coefficients de transfert peuvent être liées aux propriétés globales de l'écoulement discutées dans la première partie de l'article.