Modélisation dynamique de la fluidisation solide-liquide

• Auteur / Autrice : Frédéric Gevrin
• Direction : Olivier Simonin, Olivier Masbernat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Écoulement instationnaire (dynamique des fluides)

Fluidisation

Simulation, Méthodes de

Résumé

Ce travail est consacré à l'application d'un modèle diphasique eulérien à la fluidisation solide-liquide. L'approche utilisée pour décrire le mouvement de la phase solide est issue de la théorie cinétique des milieux granulaires, en y incluant les effets du fluide interstitiel à différentes échelles (mouvement moyen et fluctuant). Le calcul est 2D et instationnaire. Le modèle est d'abord évalué en comparant l'évolution de la pression granulaire en fonction de la fraction solide aux données expérimentales de Zenit et al. , dans une gamme étendue de concentration et pour trois types de billes (nylon, verre et acier)fluidisées dans de l'eau et présentant des nombres de Stokes particulaires contrastés. Cette comparaison a permis de valider globalement l'approche proposée, en notant toutefois que l'écart observé entre valeurs calculées et mesurées décroît lorsque le nombre de Stokes augmente. Les mécanismes de production/dissipation des fluctuations de la phase solide sont ensuite analysés en évaluant le poids respectif des termes source/puits et par une étude de sensibilité du modèle aux différents paramètres et lois de fermeture. Cette étude met en évidence les effets dominants du terme de dissipation par la force de traînée et du terme de production par le cisaillement moyen, dans la plupart des cas étudiés.