Condensation goutte à goutte
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De la même manière que dans le chapitre précédent, nous discuterons dans ce chapitre du transfert de chaleur avec changement de phase, mais dans ce cas, nous discuterons de la condensation de la phase gazeuse (changement de phase vapeur-liquide).
En général, la condensation est le changement de l’état physique de la matière d’une phase gazeuse à une phase liquide et est l’ inverse de la vaporisation . Les processus d’écoulement associés à la condensation sur une surface solide sont presque une image miroir de ceux impliqués dans l’ébullition. La condensation se produit lorsque la température d’une vapeur est abaissée au-dessous de sa température de saturation ou lorsque la pression d’une vapeur est augmentée au-dessus de ses paramètres de saturation (voir le diagramme de phases de l’eau).
En condensation goutte à goutte , la vapeur condensée forme des gouttelettes à la surface au lieu d’un film continu. Une condensation goutte à goutte peut se produire lorsque la surface n’est pas mouillée ou lorsque ces gouttelettes sont retirées de la surface par un écoulement externe ou par gravité. La vapeur est en contact direct avec la surface sur la plus grande partie de la surface et les taux de transfert de chaleur sont beaucoup plus élevés (plus de 3 à 10 fois plus élevés) car la résistance au flux de chaleur entre la vapeur et la surface est très faible. Les gouttelettes se développent au niveau des sites de nucléation (points d’imperfections de surface telles que la fosse, les rayures et les cavités) et grossissent à mesure que davantage de vapeur se condense à la surface exposée. Pour les condenseurs de vapeur, il est courant d’utiliser des revêtements de surface (silicons, téflons ou cires) qui inhibent le mouillage et stimulent ainsi la condensation goutte à goutte. Mais les revêtements perdent progressivement leur efficacité en raison de l’enlèvement, de l’oxydation, etc. En pratique, aucune surface n’est jugée non mouillante pendant une période prolongée. Étant donné que dans la plupart des applications techniques, il est souvent difficile de maintenir cette condition, il est déconseillé d’utiliser la valeur des coefficients de transfert de chaleur en supposant une condensation goutte à goutte aux fins de la conception.
