l'ergamon Int. J. Heat Mass Transfer. Vol. 39, No. 18, pp. 3855-3872, 1996 Copyright © 1996 Elsevier Science Ltd Printed in Great Britain. All rights reserved 00174310/96 $15.00+0.00 PII: S0017-9310(96)00050-6 Transfer de masse sur une plaque finie placee en regard d'une matrice de jets:influence des reprises et de la forme des orifices d'injection F. AGLAT et M. MARTIN LEMTA, URA CNRS 875, 2 avenue de la For& de Haye, 54516 Vandoeuvre, France et P. GARDIN IRSID, Dept. THEMEF, Vole Romaine, BP 320, 57214 Maizirres-16s-Metz, France (Reeu 25 octobre 1995 et sous forme finale 19 janvier 1996) Resume--On 6tudie sur une maquette hydraulique froide les coefficients de transfert de masse convectifs : local et global, ~ la surface d'une portion de plaque plane impactre par des jets axisymrtriques circulaires issus d'une matrice d'injection placre en regard. L'injection s'effectue soit par des trous soit par des busettes disposrs en lignes. Apr+s impact sur la plaque, le fluide est extrait de l'espace semi-confin6 compris entre la plaque et la matrice d'injection par des reprises dont on se propose d'rtudier l'influence :nombre et position. On montre que les transferts sont accrus de 5% quand l'aspiration se fait sur quatre crtrs et non sur un seul. Quant ~ la hauteur des reprises elle s'avrre avoir un effet plus significatif puisque les gains de transferts local et global peuvent atteindre 15%, quand on les 61oigne du plan d'injection. La comparaison des configurations h trous et ~tbusettes tourne trrs nettement/~ l'avantage de la dernirre dans la mesure oO le gain de transfert mesur6 est de l'ordre de 17%. Une 6tude dynamique fondre sur des mesures: du frottement parirtal local moyen et du sens de l'rcoulement parirtal local donne une vision rraliste des structures d'rcoulement permettant d'expliquer de fa~on satisfaisante les divers rrsultats obtenus sur les transferts. Copyright © 1996 Elsevier Science Ltd. 1. INTRODUCTION Dans de nombreux secteurs industriels, les techniques d'intensification des 6changes thermiques et massiques par impact de jets sont utilisres avec succrs tant en chauffage qu'en refroidissement. C'est le cas no- tamment : en sidrrurgie ot~ elles peuvent ~tre utilis~es lors du traitement thermique des produits en prr- chauffage et en refroidissement contr616s. On les retrouve 6galement dans les industries : ma- nufacturirres (rev~tement et peinture), textiles et pa- peti~res (srchage, extraction d'une phase liquide d'une produit poreux,...). Les articles qui traitent des transferts par impact de jets sur une surface sont nombreux. Nranmoins, il s'av~re que les r~sultats sont tr~s drpendants de la gromrtrie considrrre et notamment de la fagon dont le fluide est repris dans une configuration qui peut &re plus ou moins confinre. C'est ce dernier paramrtre qui retiendra ici notre attention, car dans de nombreuses applications, il semble &re un 616ment drterminant. La bibliographie relatant bien les influences des autres paramrtres dans des configurations aca- drmiques, nous nous proposons d'rtudier la trans- 3855 posabilit6 des rrsultats fi des configurations plus rralistes. La disposition la plus frrquemment rencontrre est constiture d'une plaque (fixe ou en lent mouvement de translation) de longueur L et de largeur b < L impactre par des batteries de jets en matrice. Chaque batterie est en regard d'une portion de plaque l < L. Le fluide est repris longitudinalement entre deux ma- trices successives et (ou) latrralement par des fentes parallrle aux bords de la plaque. Ces diverses reprises peuvent ~tre soit dans le plan de sortie des matrices de jets, soit en retrait de celles-ci. Avant d'analyser plus en drtail les mrcanismes de transfert dans des grom&ries plus complexes, nous allons passer en revue les paramrtres actifs carac- trrisant les interactions entre plusieurs jets et une paroi plane impactre perpendiculairement. Les paramrtres gromrtriques primaires sont donnrs par la Fig. l : • dle diamrtre des orifices ; • Pz la distance entre le plan de sortie des jets et la plaque ; • px et py les entraxes dans lessens 0x et 0y ;