Etude de l'écoulement intermittent gaz-solide au voisinage de changements de direction à rayon de courbure constant

Study of gas-solid plug flow near pipe bends, with constant curvature

• Auteur / Autrice : Yannick Melinge
• Direction : Roger Bouard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides et aérodynamique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solides en vrac -- Écoulement

Milieux granulaires

Perte de charge

Écoulement -- Visualisation

Traitement du signal

Écoulement polyphasique

Résumé

Dans un diagramme d'etat de type zenz, le regime d'ecoulement discontinu gaz-solide se caracterise par de grandes fluctuations de pression et de faibles vitesses superficielles de la phase porteuse. Il se situe entre les regimes de saltation, les lits de particules mobiles et represente par consequent une famille d'ecoulements de type transitoire. De nombreux travaux ont ete consacres a la caracterisation fondamentale de ce regime en conduite horizontale et verticale, mais le cas des singularites reste a ce jour peu etudie. Ainsi, l'objectif des travaux presentes dans ce memoire est la mise en evidence du role des changements de direction sur l'organisation de l'ecoulement dans les circuits et la mise en uvre des hypotheses necessaires a la modelisation des efforts appliques aux coudes, au passage de l'ecoulement. Pour ce faire une premiere partie est consacree a la revue generale bibliographique dans laquelle on s'attache a mettre en evidence les proprietes principales caracterisant l'ecoulement discontinu gaz-solide en conduite droite ainsi que l'influence de la presence de changements de direction sur les ecoulements diphasiques. Une seconde partie apparait a la fois comme une analyse qualitative et quantitative du comportement de l'ecoulement au voisinage d'un changement de direction a rayon de courbure nul, place dans une configuration geometrique horizontale-verticale et en utilisant des techniques de visualisation. Cette partie de l'etude permet de formuler certaines des hypotheses necessaires a la modelisation des efforts provoques par le passage de l'ecoulement dans la singularite. Toutefois, devant les limites des techniques de visualisation, une derniere partie est consacree au developpement et a la validation d'une instrumentation specifique formant un systeme de detection et de reconnaissance des formes principales de l'ecoulement discontinu gaz-solide. Cette methode appliquee en conduite droite horizontale au voisinage de changements de direction a rayon de courbure constant, permet de mettre en evidence les principales proprietes de l'ecoulement qui sont confrontees aux resultats bibliographiques connus et aux resultats obtenus grace a l'instrumentation d'un site reel de grande longueur fonctionnant en regime discontinu et pour lequel les effets de singularites peuvent etre negliges. Enfin, une synthese est proposee pour mettre en evidence les modeles adaptables aux problemes poses par le passage de l'ecoulement dans les changements de direction et la contribution apportee par le systeme de detection est analysee.