mars 18, 2019
Taille des gouttelettes : ce qu’il faut comprendre sur les méthodes de mesure
Taille des gouttes : comment mesure-t-on le diamètre d’une goutte d’eau ?
Diamètre et poids
Une taille de gouttelette est mesurée en microns (μm) Un micron est 1/1000 de millimètre ou environ 1/25 000 de pouce.
50 microns correspondent à peu près à la taille d’un cheveu humain, tandis que 2 microns correspondent à peu près à la taille d’une bactérie. Comme vous pouvez l’imaginer, il y a une énorme différence entre la sensation d’une gouttelette de 50 microns et celle d’une gouttelette de 2 microns.
Exemples de taille de gouttelettes dans différentes industries
Pour une application de nettoyage ou de refroidissement, une taille de gouttelettes plus grande entre 200 et 1 200 μm serait avantageuse car vous avez besoin de beaucoup de pression d’eau.
Cependant, pour le refroidissement d’une étable avec des vaches, par exemple, une taille de gouttelettes beaucoup plus petite entre 35 et 60 μm serait recommandée. Sinon, les vaches seraient trempées au lieu d’être simplement refroidies.
Si nous allons plus loin, vers une production SMT, électronique ou textile, il serait considéré comme un risque d’ajouter de l’eau. Dans ce cas, une taille de gouttelettes inférieure à 10 μm serait recommandée. Ces gouttelettes sont si petites qu’elles rebondissent avant d’atteindre n’importe quelle surface.
Classification des tailles de gouttelettes
Dans l’illustration ci-dessous, vous pouvez voir la classification des tailles de gouttelettes :
>10 μm : Atomisation ultra-fine / brouillard sec
>100 μm : Fine atomisation / fin brouillard
>300μm : Atomisation semi-fine / bruine fine
>1000μm : Atomisation semi-grossière / Pluie légère
<1000μm : Atomisation grossière / orages
Méthodes de mesure des gouttelettes de pulvérisation
Il existe trois méthodes courantes pour mesurer le diamètre des gouttelettes.
- Méthode d’échantillonnage par immersion
- Analyseur laser : méthode de diffraction de Fraunhofer
- Méthode Laser Doppler
La méthode d’échantillonnage par immersion et l’analyseur laser sont utilisés comme méthodes industrielles de mesure de la taille des gouttelettes de pulvérisation.
Méthode d’échantillonnage par immersion
Les gouttelettes sont recueillies sur une plaque de verre enduite d’huile de silicone et elles sont immédiatement photographiées à fort grossissement pour un balayage ultérieur.
Dans cette méthode, les gouttelettes collectées se déposent rapidement dans l’huile de silicone et ne s’évaporent pas même sous la forte lumière lors de la photographie. Coincés dans l’huile de silicone, ils sont mesurés comme des sphères parfaites.
Illustration de la méthode d’échantillonnage par immersion
Cependant, des gouttelettes ultrafines, trop petites pour rompre la tension superficielle de l’huile et du bâton, s’évaporent. Ainsi, les tailles de gouttelettes du brouillard fin et ultra-fin déterminées par la méthode d’échantillonnage par immersion sont plus grandes que les valeurs réelles.
Analyseur laser : méthode de diffraction de Fraunhofer
Méthode de diffraction de Fraunhofer
Dans cette méthode le principe de la diffraction par faisceau laser est utilisé. Lorsque les gouttelettes gênent le faisceau laser, elles dispersent la direction des rayons laser en créant un motif de diffraction (diffraction de Fraunhofer).
Le diagramme de diffraction dépend de la taille des gouttelettes et de leur distribution.
Cette méthode permet de mesurer simultanément toutes les gouttelettes qui interfèrent avec le faisceau laser.
Mais si la concentration de gouttelettes dans le spray est trop élevée, un phénomène appelé dispersion multiple peut se produire. La dispersion multiple signifie qu’un rayon diffracté par une goutte peut être à nouveau diffracté par une autre goutte. Cela modifie la mesure en rendant la mesure plus petite que la taille réelle des gouttelettes.
Analyseur laser : méthode laser Doppler
Cette méthode est basée sur la création d’un faisceau où interfèrent deux faisceaux laser.
Lorsqu’une gouttelette traverse ce faisceau, deux capteurs ou plus, situés à une certaine distance, détectent la différence de phase de la lumière diffusée en déterminant la taille de la gouttelette.
L’avantage de cette méthode est qu’elle n’affecte pas la plage de concentration de pulvérisation du spray. En effet, il mesure la taille des gouttelettes une par une. Mais aussi parce qu’il mesure en même temps la vitesse des gouttelettes. Cependant, la mesure n’est effectuée qu’en un seul point du spray.
Méthode laser doppler
Comparaison entre les 3 méthodes
Corrélation des diamètres moyens des gouttelettes de Sauter entre trois méthodes de mesure
Selon la méthode de mesure utilisée, la taille d’une même goutte d’eau sera différente. En supposant que le diamètre moyen des gouttelettes mesuré par la méthode d’échantillonnage par immersion est égal à 1 (en tant que nombre de coefficient relatif), la valeur sera différente lorsqu’elle est mesurée avec la méthode de diffraction Fraunhofer et la méthode Laser Doppler.
Nous utilisons la méthode d’échantillonnage par immersion dans notre catalogue hydraulique pour donner une indication sur les diamètres des gouttelettes de pulvérisation de chaque série de buses. Et pour notre catalogue pneumatique, nous précisons toujours quelle méthode nous avons utilisée pour mesurer le diamètre.
Choisissez le bon diamètre de gouttelettes de pulvérisation pour l’application que vous recherchez et demandez à notre ingénieur de projet de vous aider à choisir la buse optimale.