Thèse soutenue

Étude expérimentale et numérique de l'hydrodynamique de l’écoulement dans un réacteur continu

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Auteur / Autrice : Khaled Oualha
Direction : Mounir Ben AmarAndrei Kanaev
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l’Ingénieur option Mécanique des Fluides
Date : Soutenance le 13/12/2017
Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Propriétés Mécaniques et Thermodynamiques des Matériaux (....-2010)
Etablissement de préparation : Université Sorbonne Paris Nord (Bobigny, Villetaneuse, Seine-Saint-Denis ; 1970-....)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Khaled Hassouni, Christophe Colbeau-Justin
Rapporteurs / Rapporteuses : Imad Tawfiq, Ali Zaoui

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Au cours de ce travail de thèse, sur l'hydrodynamique de l'écoulement dans le un réacteur continu, où les propriétés des nanomatériaux élaborés dépendent des caractéristiques morphologiques et structurales de la solution colloïdale issue du réacteur, nous avons d'abord optimisé les conditions d'utilisation (Re ≈ 6000), ainsi que la géométrie du T-mélange dans le but d'améliorer la qualité du micro-mélange. Ensuite, des mesures expérimentales ont permis de vérifier que la condition de Damköhler est respectée (Da ≤ 1). Enfin, ce résultat a été validé numériquement. Au delà de cette valeur de Re critique (Re* ≈ 8000), nous avons mis en évidence le phénomène de cavitation dans le T-mélange. Ce phénomène à été étudié expérimentalement, par des mesures SLS, et numériquement par des simulations CFD. Les résultats obtenus par ces deux approches concordent. Enfin, des mesures DLS ont été effectuées pour étudier et caractériser les bulles de cavitation. Ces dernières ont permis d'évaluer la taille des bulles ainsi que leur trajectoire le long de l'axe Z à la sortie du T-mélange. Cette étude a été suivie par des simulations numériques de la cavitation et du modèle multiphasique dans notre écoulement. Les deux études, expérimentale et numérique, ont confirmé que la diminution de l'intensité de la lumière diffusée mesurée par SLS le long de l'axe Z est due à l'évolution du nombre et de la taille des bulles