Etude de l'écoulement Taylor-Couette avec les sondes trisegmentées électrochimiques

Study of Taylor-Couette flow with three segment electrodiffusion probes

• Auteur / Autrice : Fatima Zahra Wouahbi
• Direction : Václav Sobolík
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrodiffusion

Taylor, Tourbillons de

Mots clés libres

Ecoulement de Taylor-Couette

Sondes électrochimiques trisegmentées

Résumé

L’écoulement de Taylor Couette superposé à un flux axial léger présente beaucoup d’intérêts dans les procédés industriels impliquant réacteurs catalytiques et de polymérisation, filtration tangentielle, cristallisation et extraction. Les tourbillons de Taylor jouent un rôle important dans ces équipements. Les gradients de vitesse à la paroi qui se traduisent par les contraintes de cisaillement pariétal sont les plus importants paramètres. Les composantes azimutale et axiale du gradient de vitesse et la taille et la vitesse axiale de tourbillons de Taylor ont été mesurées dans les géométries représente��es par le rapport des rayons 0,4 – 0,5 – 0,6 – 0,7 et 0,8 à l’aide des sondes électrochimiques trisegmentées et simples affleurant la paroi du cylindre extérieur. Le nombre d’ondes azimutales et leur célérité ont été mesurées par la même technique dans des écoulements à vitesse de rotation plus élevée. En augmentant la vitesse de rotation, le nombre d’ondes azimutales diminue. La célérité d’ondes normalisée par la vitesse de cylindre diminue avec le rayon de cylindre. Le moment des forces agissant sur le cylindre a été calculé à partir de la répartition axiale de la composante azimutale du gradient de vitesse.

Taylor-Couette flow with superposed axial flow has many industrial applications: catalytical and polymerization reactors, tangential filtration, crystallization and extraction. Taylor vortices have an important role in these devices. Wall velocity gradients which are related to wall shear stresses are the most important parameters in these flows. The measurements of azimuthal and axial components of wall velocity gradient and height and axial velocity of Taylor vortices were carried out in the geometry characterized by radius ratios 0. 4, 0. 5, 0. 6, 0. 7 and 0. 8 by three-segment and simple probes embedded in the wall of the outer cylinder. Number of azimuthal waves and their celerity were measured by the same technique at higher rotation rates. The higher the rotation rate, the lower the number of azimuthal waves. The wave celerity normalized by rotation of the cylinder decreased with the cylinder diameter. The torque was calculated from the axial distribution of the azimuth wall shear rate component.