Effects of local phenomena on aerosol deposition in ventilation ducts
Etude des phénomènes locaux sur le dépôt des aérosols dans les conduits de ventilation
Résumé
Aerosol deposition plays an important role in particulate pollution transfers, in particular in industrial facilities. Deposition studies often use the non-dimensional deposition velocity using friction velocity which depends on experimental conditions (Reynolds number, deposition wall material). Different methods allow to calculate friction velocity from experimental measurements. A friction velocity measurements campaign has been conducted on the DIESE facility at IRSN (rectangular duct). The sensitivity of the Clauser model against flow perturbations and sensor position from the centre of measurement zone has been demonstrated. These results are questioning the use of a non-dimensional deposition velocity based on a mean friction velocity to analyse local deposition measurements in non-established flow or perturbed flow (singularity). Therefore, the use of deposited mass seems better to study aerosol deposition in specific ventilation modules (singularity) like T-junctions (junction between 3 ventilations ducts). Three aerosol deposition measurements on T-junction have been conducted, two of them are same conditions and same singularity to test the repeatability of the experimental protocol, and the third one has been conducted on a more abrupt angle of a T-junction.
Le dépôt d’aérosols joue un rôle important dans les transferts des pollutions particulaires, notamment dans les installations industrielles. Dans la littérature, les études traitant du dépôt des aérosols utilisent généralement la notion de vitesse de dépôt d’aérosols, adimensionnée à l’aide d’une vitesse de frottement dépendant des conditions de l’expérience (matériaux de la paroi du dépôt, nombre de Reynolds). Cette vitesse de frottement peut être obtenue à l’aide de différentes méthodes. Une campagne de mesure de vitesses de frottement a été réalisée sur l’installation DIESE de l’IRSN (gaine rectangulaire). Elle a mis en évidence la sensibilité du modèle de Clauser à des perturbations dans l’écoulement mais également au positionnement du capteur par rapport au centre de la zone de mesure. Ces résultats mettent en cause l’utilisation d’une vitesse de dépôt adimensionnée par une vitesse de frottement moyenne pour analyser des résultats de dépôt local dans des zones où l’écoulement est non établi ou perturbé (singularité). En conséquence, pour étudier le dépôt dans des singularités, telles que des bifurcations (embranchement de trois conduits de ventilation), il est préférable de s’intéresser directement à la masse déposée. Trois essais de dépôt dans des bifurcations ont été réalisés, deux essais dans les mêmes conditions et dans la même bifurcation pour tester la reproductibilité de la mesure, et le troisième sur une bifurcation avec une géométrie plus abrupte.