Simulations eulériennes des contacteurs diphasiques liquide-liquide et solide-liquide

• Auteur / Autrice : Safia Retieb
• Direction : Christophe Gourdon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Interfaces solide-liquide

Interfaces liquide-liquide

Résumé

Ce travail est consacre a une analyse des potentialites de la simulation numerique eulerienne de l'hydrodynamique de contacteurs liquide-liquide de type colonne pulsee a garnissage disques et couronnes, et liquide-solide de type lit fluidise. Cette analyse est fondee sur l'exploitation d'un code de calcul industriel diphasique de mecanique des fluides (astrid - edf/simulog) dont les resultats sont compares a des mesures experimentales issues de la litterature. L'etude numerique porte sur la prediction des grandeurs de l'ecoulement diphasique turbulent instationnaire (champ moyen de vitesse de la phase continue et de la phase dispersee, energie cinetique turbulente de la phase continue, agitation des inclusions, fraction volumique des inclusions) pour differentes conditions operatoires et geometriques. Ce code est construit sur un modeles a deux fluides dans lequel intervient un modele collisionnel permettant de rendre compte des inevitables collisions entre les inclusions dans de tels contacteurs. La turbulence de la phase continue est prise en compte a l'aide d'un modele q 2 1 diphasique. L'agitation de la phase dispersee est modelisee soit par le modele d'entrainement local (theorie de tchen) dans le cas des colonnes pulsees liquide-liquide, soit par un modele a deux equations de transport dans le cas du lit fluidise solide-liquide. Dans les colonnes pulsees, la comparaison quantitative des simulations euleriennes avec des resultats issus de la litterature en terme de retention moyenne determinee sur une periode de pulsation et sur un compartiment de la colonne, et en terme de perte de charge moyennee sur une periode de pulsation, s'avere satisfaisante. Les comparaisons sont menees jusqu'a des retentions moyennes de 30%. L'evolution de la retention moyenne en fonction de la frequence de pulsation (de 0,5hz a 1,25hz) et du diametre des gouttes (de 0,5 mm et 2,5 mm) s'accorde egalement avec les resultats issus de la litterature. Dans le cas des lits fluidises, consideres comme des milieux tres denses, la comparaison en terme de retention moyenne des resultats numeriques avec ceux obtenus par la correlation de richardson et zaki semble etre tres interessante. Les comparaisons sont menees dans ce cas pour des vitesses du liquide variant entre un et cinq fois la vitesse minimale de fluidisation.