Influence des radiations sur le transfert de chaleur d’une particule plongée dans un plasma

Abstract

Dans ce travail, on cherche à mettre en évidence l’influence des pertes radiatives sur le transfert de chaleur à une particule plongée dans plasma. Le chauffage des particules par plasma présente un intérêt de plus en plus important dans plusieurs applications (synthèse chimique, décomposition, sphéroïdisation, fusion,…). Dans ces applications, des poudres fines ou des gouttelettes de liquide sont injectées dans le plasma. La haute température de ce dernier conduit à un échauffement rapide des particules et éventuellement à une fusion suivie d’une évaporation. Le transfert de chaleur à une particule plongée dans un plasma a fait l’objet de plusieurs travaux, mais jusqu’à présent on a pas étudier l’effet du rayonnement qui s’échappe du plasma sur la température de cette particule. En effet lorsqu’une particule est injectée dans un plasma, sa température augmente et atteint rapidement la température de fusion ensuite celle de vaporisation. L’énergie reçue alors par la particule sert à vaporiser la matière qui diffuse et forme un nuage de vapeur autour de la particule. Les propriétés de transport du milieu (conductivités électrique et thermique, viscosité,….) sont modifiées et particulièrement la puissance radiative émise. Le modèle mathématique est basé sur les équations de conservation de la masse et celle de l’énergie cinétique, la résolution de ces équations est assurée par la méthode de Range Kutta.