Investigation of Interfacial Phenomena During Condensation of Humid Air on a Horizontal Substrate

Abstract

IFP Energies nouvelles International Conference Rencontres Scientifiques d'IFP Energies nouvellesRe´sume´-Investigation de phe´nome`nes interfaciaux au cours de la condensation d'air humide sur un substrat horizontal -La condensation d'air humide sur des substrats solides peut se produire dans beaucoup d'applications et ce phe´nome`ne est reconnu comme un des proble`mes les plus difficiles a`traiter pour l'ame´lioration de la qualite´de l'air dans un espace clos. L'e´tude pre´sente´e a e´te´motive´e par l'e´tude du couplage entre la ventilation et la condensation al 'inte´rieur d'e´cosyste`mes clos artificiels (CELSS, Controled Ecological Life Support Systems), puisque ce couplage joue un roˆle important sur la croissance de plantes supe´rieures dans des serres et sur les conditions de vie dans des cabines spatiales habite´es, particulie`rement pour les vols de longue dure´e ou les futures bases spatiales. Il est bien connu que l'augmentation des e´changes gazeux au niveau des feuilles et la croissance des plantes de´pendent des conditions organoleptiques et/ou des facteurs thermo-physiques environnants. Une convection insuffisante autour des plantes et de la condensation sur les feuilles limitent la croissance en supprimant la diffusion de gaz dans la couche limite de la feuille diminuant ainsi les taux de photosynthe`se et de transpiration. Ainsi, l'optimisation d'un CELSS ne´cessitera le controˆle du flux d'air et du transfert gaz/liquide concomitant aux interfaces des plantes. Les mode`les expe´rimentaux et the´oriques de CELSS exigent une compre´hension comple`te des transferts gaz/liquide de l'e´chelle microscopique a`l'e´chelle macroscopique. Un dispositif expe´rimental a e´te´de´veloppe´en gravite´terrestre pour e´valuer les coefficients de transfert de matie`re pour la condensation d'air humide sur des ge´ome´tries spe´cifiques dans des conditions environnementales controˆle´es pre´cise´ment. Le but e´tait d'e´tablir des corre´lations entre les flux de matie`re et de chaleur, l'humidite´relative et l'e´coulement moyen pour le de´veloppement de mode`les the´oriques base´s sur des coefficients de transfert locaux. Les expe´riences ont e´teé xe´cute´es a`tempe´rature ambiante, avec une humidite´relative comprise entre 35 et 70 % et pour une gamme de vitesse de 1,0 a`3,0 m.s À1 .Abstract -Investigation of Interfacial Phenomena During Condensation of Humid Air on a Horizontal Substrate -The condensation phenomenon of humid air on solid substrates can occur in many applications, and it is known as one of the most difficult problem to deal with for the improvement of the quality of air in a closed environment. The present study was motivated by the investigation of the coupling between ventilation and condensation inside Controlled Ecological Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 69 (2014), No. 3, pp. 445-456 Copyright Ó 2013, IFP Energies nouvelles DOI: 10.2516 Life Support Systems (CELSS), as it has an important role for higher plants growth in greenhouses and living condition...