Montage expérimental :
Notre stage a porté en l’étude de l’influence de la pression sur la dynamique d’évaporation d’une goutte de Leidenfrost. Pour cela notre expérience a consisté à utiliser une cloche à vide afin de former une goutte à basse pression. Nous pourrons contrôler la pression et la température de notre expérience.
Voici le schéma de notre montage :
- - Cloche à vide
- - Pompe à vide primaire
- - Capteur de pression
- - Sonde PT100
- - Seringue
- - Caméra
- - Ordinateur
- - Générateur de courant et de tension
- - Elévateur
- - Diffuseur de lumière
- - Plaque chauffante
Voici une photo de notre expérience :
Intêret de la basse pression :
Protocole expérimental :
On commence par fixer une pression voulue (2) en abaissant la pression de la cloche à l’aide de la pompe à vide (3). On fixe la température du capteur (4) afin que la différence entre la température d’ébullition de la goutte et la température de la plaque soit d’environs 120°C. On dépose alors la goutte sur le substrat à l’aide de la seringue (5). Pour notre expérience nous avons utilisé de l’eau ultra distillée et le substrat est un « wafer » de silicium. Pour de basses pressions, la goutte devient difficile à réaliser car très instable. Pour remédier à ce problème nous avons accroché à la seringue un fil fin (voir ci-dessous) afin d’immobiliser la goutte. Une fois que la goutte a atteint la taille voulue on effectue des prises d’images à l’aide de la caméra (6) qui capture une image toutes les secondes.
Suite à nos expériences, nous obtenons une série d’image.
Voici un exemple de capture effectué à basse pression (69mBar) et à pression atmosphérique :
Nous traitons ces séquences d’images à l’aide d’ImageJ afin d’obtenir l’évolution de la taille de la goutte en fonction du temps ainsi que le taux d’évaporation en fonction du rayon et de la pression.