Effet Leiden Frost
Durée de vie d’une goutte,

TIPE – Antoine Bergerot – juin 2008

Introduction
But du TIPE •Interpréter la stabilité étrange d’une goutte déposée sur substrat très chaud •Prévoir sa durée de vie à température donnée du substrat •Déterminer les limites du modèle théorique que je propose

Problématique : Peut-on prévoir la durée de vie d’une goutte de Leidenfrost

Plan de l’exposé
1. La caléfaction : Approche théorique • • • Introduction à la caléfaction Approche du problème étudié Modélisation – détermination de la durée de vie

2. Étude pratique • • • Conception des différentes expériences Résultats expérimentaux Analyse des expériences

3. Conclusion

La caléfaction approche théorique
Introduction
Deux phénomènes expliqués par des conditions différentes

La présence de la couche de vapeur sous jacente à la goutte à partir d’une température critique permet d’expliquer ces différences.

La caléfaction approche théorique
Approche du problème étudié

On remarque l’existence de 3 phases distinctes sur la courbe de Leidenfrost

La caléfaction approche théorique
Modélisation
Problématique : Estimer la durée d’une goutte déposée sur un substrat à la température de Leidenfrost en fonction de son volume initial. Modèle :
•la goutte est une demi sphère •les échanges de chaleur se font principalement par diffusion

La caléfaction approche théorique
Modélisation
On peut ainsi établir une équation différentielle sur le volume

Équation différentielle à variables séparables Que l’on intègre avec V=V0 à t=0 V=0 à t=tvap Ce qui amène à l’expression tvap= k.V00.3548
Avec k constante (en s.L-1 )

Étude pratique
Conception expérimentale
Conditions exigées pour le mode opératoire •Pouvoir calibrer le volume des gouttes déposées •Parvenir à obtenir une température précise du solide sur lequel on déposera la goutte •Réduire la mobilité de la goutte caléifiée •Choisir un liquide adapté

Étude pratique
Conception