Thèse soutenue

Ecoulement disperse dans un reacteur a boucle, granularite et turbulence
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Auteur / Autrice : HAFID BENZEMEL
Direction : Jean-Michel Rosant
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences et techniques
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Nantes

Résumé

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Ce travail est une etude experimentale ayant pour objectif de caracteriser les proprietes de melanges liquide-liquide dans un reacteur a boucle de section circulaire. La mise en circulation du fluide est assuree par une helice. L'anemometrie laser a effet doppler (lda) a ete mise en place en ecoulement monophasique eau et huile et diphasique eau-huile a faible concentration de phase dispersee. Les profils de vitesse ont ete obtenus dans deux sections droites situees pres et loin de l'helice. On a caracterise l'evolution de la vitesse de circulation en fonction de la vitesse de rotation de l'helice pour l'eau et pour l'huile. De plus, la distance de penetration des faisceaux laser a donne des informations qualitatives sur la granulometrie de la phase dispersee. L'identification des configurations diphasiques a ete realisee pour differentes vitesses de rotation et differentes concentrations. Les observations globales dans les melanges liquide-liquide et gaz-liquide ont conduit a distinguer en fonction des parametres etudies la configuration stratifiee, la configuration dispersee et la configuration mixte (dispersee a l'aval de l'helice et stratifiee ailleurs). Enfin, on a mesure la granulometrie dans des emulsions eau-huile et huile-eau a l'interieur du reacteur. Une technique de microencapsulation par polymerisation interfaciale a ete mise en uvre. Dans des ecoulements totalement disperses, des echantillons de l'emulsion ont ete preleves et figes par encapsulation. La granulometrie des gouttelettes d'huile ou d'eau a ete analysee en fonction de la vitesse de rotation du mobile et de la concentration de la phase dispersee. On montre que la taille des gouttelettes diminue rapidement quand la vitesse de rotation augmente et qu'elle augmente faiblement avec la concentration. Pour les memes conditions, les gouttelettes d'eau sont plus grosses que les gouttelettes d'huile. A partir de nos resultats, une correlation predisant le diametre moyen des gouttes est proposee.