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Dissertations / Theses on the topic 'Colonne garnissage'
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Milot, Jean-François. "Analyse du fonctionnement hydrodynamique d'une colonne pulsée à disques et couronnes." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT033G.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but d'une part, d'analyser les mesures provenant des capteurs de pression installes sur une colonne pulsee d'extraction liquide-liquide et d'autre part, d'ameliorer la comprehension de son comportement hydraulique. Ainsi, la premiere partie est consacree a l'etude des mesures de pression differentielle moyennes relevees sur le fut d'une colonne pulsee. L'influence des debits des phases, des conditions de pulsation et du taux de retention sur ces mesures est prise en compte dans une modelisation simplifiee du signal de pression. La seconde partie aborde la simulation du comportement de la phase dispersee. Un bilan sur la population de gouttes, qui tient compte des phenomenes de transport, de rupture et de coalescence, permet de determiner la distribution en taille des gouttes et la retention en tout point de la colonne. Les caracteres specifiques du systeme de pulsation pneumatique sont introduits dans ce modele lors du calcul des differents termes (transport, rupture et coalescence). La comparaison entre les resultats experimentaux et les simulations obtenues avec les memes conditions operatoires permet de tester la validite des modeles proposes
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Moussaoui, Ahcène. "Commande prédictive d'une colonne d'extraction par solvant : modélisation dynamique et validation expérimentale sur une colonne pulsée pilote." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT037G.
Full textAbstract:
L'automatisation et le controle des colonnes d'extraction liquide-liquide est un probleme d'actualite. Ces contacteurs sont de plus en plus employes dans des secteurs industriels comme la chimie fine qui utilise des unites polyvalentes et flexibles. Or, ces appareils sont connus pour etre difficiles a controler, en particulier a cause de leur comportement dynamique fortement non-lineaire et variable dans le temps. Dans un premier chapitre, une revue des differentes etudes concernant la modelisation du fonctionnement dynamique et la conduite des colonnes pulsees est presentee. Une description du modele dynamique de simulation base sur un bilan de population de gouttes y est donnee. On presente ensuite dans un second chapitre les techniques experimentales utilisees ainsi que l'etude du comportement dynamique de la colonne pilote. A partir d'etudes anterieures, on est parvenu a la conclusion qu'une politique de controle unique pouvait etre appliquee aux colonnes mecaniquement agitees, et cela quel que soit le systeme ternaire utilise. Il a ete demontre qu'un regime optimal de fonctionnement existe au voisinage de l'engorgement. L'etat d'engorgement de la colonne peut etre caracterise par l'apparition d'un lit de gouttes au niveau du distributeur de phase dispersee. Le developpement d'un tel lit peut etre suivi en ligne par un capteur approprie, par exemple a l'aide d'une sonde conductimetrique dans le cas d'une solution aqueuse continue, la mesure de conductivite revenant alors a une mesure de retention. A charge donnee, les conditions d'engorgement peuvent etre atteintes en jouant sur l'intensite d'agitation. Le pilote etudie est une colonne pulsee a plateaux perfores, avec le systeme ternaire eau-acetone-toluene. Ainsi, la strategie de controle de l'hydrodynamique de la colonne consiste a maintenir la conductivite, donc la retention, au niveau du distributeur a une valeur de consigne donnee, (qui correspond au debut d'engorgement de la colonne) en jouant sur la frequence de pulsation. Ceci constitue la premiere boucle de controle. Les trois algorithmes de commande adaptative et predictive qui ont ete developpes et implantes, sont presentes dans le 3eme chapitre: commande predictive generalisee, commande predictive generalisee avec modele de reference sur l'etat partiel et commande quadratique gaussienne. En premier lieu, ils ont ete implantes dans le logiciel de simulation dynamique. Les resultats et une etude de sensibilite des differents parametres de synthese du regulateur des trois algorithmes sont presentes dans le 4eme chapitre. Enfin, les resultats experimentaux obtenus demontrent l'aptitude de ce type de controleur a assurer le demarrage automatique de la colonne
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Bracou, Hervé. "Etude hydrodynamique d'une colonne d'extraction. Influence de la mouillabilité." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT009G.
Full textAbstract:
L'objectif de la these est d'examiner l'influence de la mouillabilite du garnissage sur l'hydrodynamique d'une colonne d'extraction liquide-liquide. On dispose d'un banc d'essais, comprenant une colonne pilote pulsee, garnie de disques tronques, dont le materiau peut etre soit de l'acier inoxydable, soit de l'uranus, soit du teflon. On est ainsi confronte a 3 types de comportement, respectivement: hydrophile, intermediaire, hydrophobe. Une campagne d'experiences, systematiquement en phase aqueuse continue a ete menee dans chacun des cas en faisant varier les charges (debits specifiques de phase dispersee et de phase continue) ainsi que l'intensite de pulsation. Pour chaque essai, on dispose de la retention globale, par mesure du poids de colonne, et de la distribution en tailles de gouttes en milieu de colonne, par prelevement dans un capillaire et detection a l'aide de cellules photoelectriques. Des lors que les garnissages ont tendance a etre mouilles par la phase organique dispersee, on assiste a une modification sensible de l'hydrodynamique de la colonne: diminution de retention, augmentation des tailles de gouttes, deplacement des conditions d'engorgement sur le plan de la simulation, on a mis en place dans l'outil bilan de population une loi de mouillage, dans laquelle on decrit un taux d'adhesion des gouttes sur les disques et un taux de relargage du film ainsi depose. Par identification des parametres de mouillage, on retrouve bien les tendances experimentales et on propose une explication des mecanismes observes
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Essadki, Abdel Hafid. "Friction sur une sphère en colonne à bulles et en lit fluidisé." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT026G.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif, la determination de la friction exercee sur une particule spherique placee dans une colonne a bulles et dans un lit fluidise triphasique. En ecoulement monophasique, nous avons valide la methode electrochimique comme moyen de mesure du gradient parietal de vitesse sur une sphere. En colonne a bulles, par rapport a l'ecoulement monophasique du liquide, l'injection de gaz meme a faible debit provoque une tres grande augmentation de la friction qui tend a se stabiliser a forts debits. En lit fluidise, l'effet du gaz est moins net et depend de l'effet coalesceur ou dispersif du solide fluidise sur le bullage. Dans tous les cas la friction est repartie sur l'hemisphere amont et manifeste de tres fortes fluctuations liees au passage des bulles. Une presentation en spectres et histogrammes a ete retenue pour quantifier ces phenomenes discontinus. Une etude plus detaillee de l'effet d'un train de bulles calibrees a mis en evidence, a debit gazeux donne, l'effet preponderant du diametre des bulles par rapport a leur frequence. La possibilite de mesure de taille de bulles par cette methode electrochimique est discutee
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Benadda, Belkacem. "Contribution à l'étude du transfert de matière dans une colonne à garnissage : influence de la pression." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10145.
Full textAbstract:
Le present travail a pour but principal l'etude du transfert de matiere en fonction de la pression dans le domaine de 1 a 12 10#5pa. Si de nombreux travaux rapportes dans la litterature sont consacres a l'absorption des systemes gaz-liquide avec reaction chimique a pression atmospherique, les travaux concernant l'influence de la pression sont tres rares et dans certains cas inexistants. Par la methode d'absorption gaz-liquide avec reaction chimique nous avons determine l'influence de la pression sur l'aire interfaciale a et sur le coefficient de transfert de matiere k#la dans une colonne a garnissage en vrac fonctionnant a contre-courant. Nous avons aussi etudie l'influence du systeme gaz-liquide sur l'aire interfaciale, polemique regulierement entretenue dans la litterature. Les etudes cinetiques des systemes chimiques: co#2/na#2co#3-nahco#3, o#2/na#2so#3 et o#2/cucl ont ete effectuees dans une colonne a bulles gazosiphon a surface d'echange gaz-liquide connue. Cette surface a ete determinee par une methode photographique. En conclusion nos resultats obtenus sur une colonne a garnissage montrent que a diminue quand la pression augmente et que k#l est peu influence par la pression. Les differences constatees quand on change de systeme chimique ne peuvent s'expliquer que par les proprietes physiques des systemes
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Cabassud, Michel. "Analyse de la rupture des gouttes : contribution à la simulation d'une colonne Kühni." Toulouse, INPT, 1987. http://www.theses.fr/1987INPT006G.
Full text
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Novella, Astrid. "Fractionnement au CO2 supercritique en colonne à garnissage : application à l'extraction d'acide acétique en solution aqueuse diluée." Thesis, Toulouse, INPT, 2020. http://www.theses.fr/2020INPT0026.
Full textAbstract:
L'émergence des bioraffineries dans le paysage industriel français a mis en évidence l’enjeu majeur que constitue la récupération de produits d’intérêt dans les moûts fermentaires, produits tels que, par exemple, les acides carboxyliques. Les procédés de purification classiques telle que la distillation ou l'extraction par solvant présentent des inconvénients qui pourraient être évités par l’utilisation de procédés alternatifs tels que le fractionnement au dioxyde de carbone supercritique (scCO2). Le ScCO2 a déjà été proposé pour la purification de mélanges eau/alcool mais rarement pour celle d’acides organiques. La récupération d'acide acétique (AA) à partir de solutions aqueuses diluées à l'aide d'une colonne en continu à contre-courant avec du scCO2 a été étudiée expérimentalement à l'échelle laboratoire et comparée à une simulation basée sur un modèle d’équilibre et à une simulation utilisant un modèle de non-équilibre. Expérimentalement, les performances se sont avérées faibles par rapport à celles des procédés conventionnels. Cela est principalement lié à la faible valeur du coefficient de partage de l'AA entre le CO2 et l'eau. Le comportement thermodynamique du système AA-CO2-H2O a été étudié avec deux modèles thermodynamiques différents et l’étude a révélé une limitation thermodynamique de la séparation et que seul l'utilisation d’un reflux d'extrait pouvait permettre une augmentation significative des performances de séparation. Les performances de cette configuration avec reflux ont été évaluées par simulation en utilisant le logiciel commercial Prosim Plus, où la colonne est décrite comme un ensemble d'étages théoriques. Enfin, le coût énergétique du procédé de fractionnement avec reflux a été étudié et comparé à celui de la distillation et les deux procédés sont très comparables d’un point de vue énergétique. Cette étude de la récupération de l’acide acétique, un composé modèle dans notre cas, a permis d’évaluer l’intérêt de ce procédé alternatif, le fractionnement supercritique en continu, pour la récupération de composés peu solubles dans le CO2 et très dilués dans l’eau, représentatifs des molécules obtenues par fermentationThe emergence of biorefineries in the French industrial map has highlighted the major challenge of the recovery of products of interest from fermentation broth, products such as, for example, carboxylic acids. Conventional purification processes like distillation or solvent extraction present drawbacks that could be alleviated by using alternative processes such as supercritical carbon dioxide (scCO2) fractionation. ScCO2 fractionation was already proposed for purification of aqueous alcohol mixtures, but rarely for recovery of organic acids. Recovery of acetic acid (AA), here chosen as a model compound, from dilute aqueous solutions using a scCO2 continuous countercurrent packed column was experimentally studied at laboratory scale. Results were compared with modelling based on theoretical stage concept and modelling using a so-called ratebased model. Experimentally, separation performance proved to be low, compared to those of conventional processes and this is mainly due to the low value of the partition coefficient of AA between CO2 and water. Thermodynamic behavior of the system was studied using two different thermodynamic models and for such systems, a thermodynamic limitation was revealed, and in this case, use of reflux of extract would allow a significant increase of the extract composition. Performance of this configuration with reflux was assessed by using the commercial software Prosim Plus, where the column is described as a set of theoretical stages. Moreover, the energy cost of the fractionation process with extract reflux was evaluated and compared to the distillation one. The two processes proved to be very comparable from an energy point of view. From the analysis of the recovery of this model constituent, the interest of this continuous fractionation process for the recovery of poorly CO2 soluble compounds, from dilute aqueous solutions, a configuration representative of fermentation mixtures, has been evaluated
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Cotte, France. "Absorption en colonne garnie et en tour à atomisation : application au traitement de composés organiques volatils." Pau, 1996. http://www.theses.fr/1996PAUU3021.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objet de mettre au point un procede de traitement de gaz charge en cov du type cetones, halogenes et aromatiques par lavage physico-chimique. L'orientation dans le choix d'une solution de lavage est realisee par une etude comparative du transfert des cov dans differents solvants. Il ressort de cette etude que c'est le polyethylene glycol 400 (peg 400) pur qui presente globalement les meilleures performances. Un procede de regeneration par distillation de ce solvant est mis au point. Les performances du peg sont testees dans une colonne garnie et dans une tour vide a atomisation. L'etude de l'elimination des cov en colonne garnie est menee sur deux types de garnissages modernes (anneaux hiflow, durapack) et deux solutions de lavage (eau, peg). Le comportement hydrodynamique de ces systemes triphasiques est examine. L'analyse des performances des procedes a montre que la nature du garnissage n'a, dans le cas du peg, pas d'effet significatif sur l'absorption des polluants dans le peg, contrairement au cas de l'eau. L'etude de l'elimination des cov par pulverisation est menee dans une tour vide. Un atomiseur fonctionnant par effet venturi est employe. Un modele numerique est utilise pour simuler le transfert de masse d'un polluant gazeux dans les gouttes de liquide. L'influence des conditions de fonctionnement de l'atomiseur sur l'efficacite du systeme est examinee. Une etude comparative entre les deux types d'absorbeurs a montre qu'en terme d'efficacite de transfert des polluants dans le peg, la tour a atomisation est le contacteur le mieux adapte
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Srisuwan, Galaya. "Extraction solide-liquide en colonne pulsée à disques et couronnes : modélisation et application au cas du tanin." Toulouse, INPT, 1988. http://www.theses.fr/1988INPT035G.
Full textAbstract:
La simulation porte sur l'hydrodynamique de la phase dispersee (retention solide) dans la colonne agitee fonctionnant a contrecourant pour l'extraction du tanin a partir d'ecorces de paletuvier. La connaissance de la vitesse de chute des particules et du coefficient de melange axial en fonction des conditions operatoires permet de simuler l'hydrodynamique a l'aide d'un modele ne contenant aucun parametre ajustable. L'influence du garnissage est aussi etudie ainsi que le transfert de matiere
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Casamatta, Gilbert Angelino Henri. "Comportement de la population des gouttes dans une colonne d'extraction transport, rupture, coalescence, transfert de matière /." Toulouse : INP Toulouse, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000197.
Full text
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Ngamprasertsith, Somkiat. "Extraction par solvant à partir de matières végétales en colonne pulsée à disques et couronnes." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT046G.
Full textAbstract:
L'extraction de principes actifs a partir de matieres vegetales, pour des applications alimentaires pharmaceutiques, ou phytosanitaires, releve bien souvent encore du domaine artisanal, qui fait la part belle aux procedes discontinus. L'objectif de ce travail est de demontrer que des colonnes mecaniquement agitees a contre-courant pour l'extraction liquide-liquide peuvent se reveler etre des contacteurs continus flexibles et polyvalents tout a fait performants pour des applications diverses. Deux systemes solide-hexane en colonne pulsee a disques et couronnes ont ete etudies: extraction de pyrethrines a partir de fleurs de pyrethre et d'huile a partir de graines de pastel. Des essais hydrodynamiques prealables permettent de verifier la faisabilite du procede. Les particules solides circulent naturellement par gravite dans la colonne. La colonne est garnie de disques et de couronnes, qui permettent de ralentir la chute des particules de facon a augmenter le temps de residence dans la colonne. L'agitation assuree par pulsation participe egalement au ralentissement des particules et permet d'eviter tout risque de colmatage ou de decantation des particules sur les disques ou couronnes. L'effet global de ralentissement est caracterise par un coefficient qui affecte la vitesse terminale de chute. Parallelement, des mesures de concentrations en solute dans le solvant en divers points de colonne ont ete effectuees. Malgre un temps de contact relativement faible par rapport a ceux habituellement rencontres dans les procedes discontinus, l'efficacite d'extraction atteinte en contre-courant continu est tout a fait comparable a celle obtenue en discontinu, du fait d'une meilleure gestion du potentiel d'echange. Sur le plan theorique, les parametres du transfert de matiere sont issus des donnees cinetiques obtenues en reacteur discontinu, puis injectes dans un modele type bilan de population qui permet de retrouver les evolutions des profils de concentration en fonction des conditions operatoires
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Delaloye, Maurice Delaloye Maurice Maxime. "Influence de la viscosité du liquide sur le transfert de matière dans une colonne à garnissage à l'échelle pilote /." [S.l.] : [s.n.], 1986. http://library.epfl.ch/theses/?nr=657.
Full text
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Zimmermann, Albert. "Simulation du transfert de matière multiconstituant en colonne d'extraction à l'aide d'un bilan de population de gouttes." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT071G.
Full textAbstract:
Le fonctionnement d'une colonne d'extraction liquide-liquide est essentiellement caracterise par l'hydrodynamique, le transfert de matiere multiconstituant et l'equilibre thermodynamique. Pour la simulation et la conception d'un procede d'extraction differentes approches ont ete poursuivies, chacune d'elles privilegiant au niveau du modele l'un de ces trois aspects. L'objectif du travail est de proposer un modele qui couple la description detaillee de l'hydrodynamique et du transfert de matiere multiconstituant. L'approche choisie repose sur le concept d'etage dit de non-equilibre. Des facteurs empiriques tels que l'efficacite d'etage, introduits dans la litterature pour tenter de pallier les deficiences des modeles d'etages theoriques, sont entierement supprimes. L'interphase est representee par un modele de double film, dans lequel l'equilibre thermodynamique est admis. Les flux de transfert de tous les constituants sont decrits en ne faisant intervenir que des parametres binaires locaux. Sur le plan hydrodynamique, un modele de population de gouttes a ete adopte afin de prendre en compte le caractere polydisperse de la phase dispersee. Ainsi, le modele repose explicitement sur les mecanismes fondamentaux de transport, de rupture et de coalescence des gouttes. La colonne est representee par une sequence d'etages avec debits de retour permettant de representer un ecoulement de type piston-dispersion pour les deux phases. Sur chaque etage, les equations de bilan matiere, de flux de transfert et d'equilibre thermodynamique sont etablies. La comparaison avec des donnees experimentales montre que le modele est capable de predire avec precision le fonctionnement d'une colonne d'extraction liquide-liquide. Bien que l'ecriture du modele soit tres centree sur des transferts liquide-liquide, la generalisation a tout probleme diphasique parait possible
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Wang, Rong-Yan. "Etude de l'hydrodynamique et du transfert de l'ozone dans une colonne à bulles en ascension libre." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0023.
Full textAbstract:
Cette etude a contribue a caracteriser le fonctionnement d'une colonne d'ozonation a bulles en ascension libre destinee au traitement des eaux potables. Les parametres caracteristiques de l'hydrodynamique, du transfert d'ozone et de la cinetique de consommation de l'ozone par l'eau ont ete determines. L'hydrodynamique sur la colonne a bulles a ete etudiee en determinant plusieurs parametres: le diametre des bulles, la retention gazeuse et le comportement hydrodynamique de la phase liquide en prenant compte le modele des reacteurs en cascade. Les modeles mathematiques associes aux parametres hydrodynamiques et aux equations des bilans de masse ont ete developpes afin de calculer le coefficient de transfert volumique et la constante cinetique de la consommation de l'ozone par l'eau en prenant en compte les differents modes operatoires (continu ou semi-ferme). Une methode en regime transitoire a pu etre proposee pour determiner la consommation d'ozone par une eau. Les principaux resultats obtenus permettent de predire et d'optimiser les performances d'un tel reacteur d'ozonation
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Perrin, Sophie. "Méthodes transitoires de caractérisation des écoulements et du transfert de masse dans une colonne à garnissage à l'aide de traceurs." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10094.
Full textAbstract:
Ce travail traite des methodes de caracterisation des contacteurs gaz-liquide. Une installation de taille semi-industrielle, colargol (colonne de lavage par absorption gaz-liquide) a ete concue et construite pour mettre en uvre des methodes transitoires de traceurs sur une colonne a garnissage fonctionnant a contre-courant. Dans une premiere phase du travail, nous avons choisi et developpe un modele numerique de simulation du comportement des ecoulements et du transfert de masse dans la colonne qui prend en compte le phenomene penalisant de la dispersion axiale, pour une simulation plus rigoureuse et plus realiste de la colonne. Puis une etude de faisabilite sur l'optimisation parametrique du modele est menee avant d'effectuer les experiences de tracage et une methode fiable d'optimisation est choisie, l'algorithme de marquardt. Enfin, dans la partie experimentale, la methode est mise en uvre. Trois types de traceurs ont ete utilises pour caracteriser les ecoulements : un traceur radioactif (le brome 82) et un traceur salin (nacl) pour la phase liquide et un traceur radioactif (l'argon 41) pour la phase gaz. Le transfert de matiere entre les deux phases a quant a lui ete caracterise par l'oxygene de l'air. Les resultats obtenus et la methode sont analyses en regard des donnees disponibles dans la litterature.
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Kafoufi, Karim. "Détermination des paramètres de transfert de matière dans une colonne à garnissage fonctionnant sous pression élevée : cas des écoulements dispersifs." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10341.
Full textAbstract:
Cette etude a pour but la determination des parametres de transfert de matiere, lors de l'absorption gaz-liquide dans une colonne a garnissage, en fonction de la pression dans le domaine de 1 a 13. 10#5pa. Une etude prealable de l'hydrodynamique a ete realisee afin de caracteriser l'ecoulement du gaz et celui du liquide en fonction de la pression operatoire. La methode de distribution des temps de sejour (dts) a montre que l'ecoulement des fluides n'est pas de type piston parfait mais plutot un ecoulement piston avec dispersion axiale. Contrairement a l'ecoulement du liquide, un effet de la pression sur l'ecoulement du gaz a ete observe. Le coefficient de dispersion axiale du gaz est une fonction croissante de la pression. L'identification des ecoulements ainsi faite, a permis la modelisation de la colonne a garnissage lors de l'absorption gaz-liquide sous pression elevee. Les equations de base donnant le profil hydrodynamique des deux films gaz et liquide sont completees par les termes traduisant le transfert de matiere suivie d'une reaction chimique irreversible en phase liquide. La resolution numerique du systeme d'equations ainsi obtenu, a permis l'etude de l'influence de la pression sur l'aire interfaciale lors de l'absorption chimique du dioxyde de carbone par une solution de soude en regime rapide. L'absorption physique du dioxyde de carbone par l'eau de ville a montre que le coefficient de transfert de matiere cote liquide augmente avec la pression operatoire.
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Dautriche, Bastien. "Développement d’un procédé de traitement industriel des eaux salées, chimie et génie du procédé." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC030.
Full textAbstract:
Ce travail s’inscrit dans la convention CIFRE n°2012/0379 avec la startup Adionics pour le développement d’un procédé de dessalement par extraction liquide-liquide. La régénération de la phase organique est réalisée par désextraction du sel à chaud. Les isothermes de partage du NaCl, Na2SO4 et MgCl2 à 20 40 60 et 80°C ont été obtenues. Une stœchiométrie expliquant leur forme a été proposée et les constantes d’équilibre associées ont été déterminées. Les enthalpies d’extraction ont été déduites des variations des constantes d’équilibre avec la température.La prise en compte de l’effet de milieu en phase aqueuse a été réalisée à l’aide du modèle de Pitzer avec l’hypothèse des interactions spécifiques. Une correction pour les effets de milieu en phase organique a également été ajustée sur NaCl -Na2SO4 à 20 40 et 60°C.Les propriétés physico-chimiques du solvant (viscosité, masse volumique, chaleur spécifique, conductivité thermique, ...) ont été déterminées sur une plage de 20°C à 80°C. La tension interfaciale du solvant a également été obtenue à 20°C, avec de l'eau eau pure et salée. Une étude approchée de la solubilité du diluant en phase aqueuse a également été entreprise.Un prototype avec deux colonnes à garnissage de 4 mètres de haut a été élaboré pour tester la faisabilité du procédé en continu. L’extracteur a été modélisé par une cascade d’étages parfaitement agités avec prise en compte du mélange en retour. Les HUT (Hauteur d'une Unité de Transfert) expérimentales ont été comparées à celles calculées à l'aide de différentes corrélations des coefficients de transfert disponibles dans la littérature. Une adéquation satisfaisante a été obtenue entre modèle et expérience. Une réflexion sur le type d'extracteur doit être entreprise pour une amélioration de la performance de dessalementThis work is a contribution to the development of an innovative desalination process by solvent extraction. The regeneration of the organic phase is achieved by desextraction of the salt at high temperature. Isotherms of distribution of NaCl, Na2SO4 and MgCl2 at 20 40 60 and 80°C were obtained. A stoichiometry able to account for their shapes was suggested and the associated equilibrium constants were determined. The extraction enthalpies were deduced from the variation of the constants with temperature.Non ideality in the aqueous phase was modeled with the Pitzer equations, simplified with the specific interaction principle. A thermodynamic correction to account for mixed salts effect in the organic phase was adjusted on binary data (NaCl, Na2SO4) at 20 40 and 60°C.Mechanical (viscosity, density) and thermal (specific heat, thermal conductivity) properties of the organic phase were characterised from 20 to 80°C. The interfacial tension was obtained at 20°C with pure water and filtrated natural seawater. The overall solubility of the solvant in water was measured. A prototype of the process with two extraction columns with a packed bed of 4 meters was tested. The HTU obtained were compared with a numerical model based on the classical stagewise backflow model expanded by a thermal balance
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Leroy, Pascal. "Etude et quantification des pertes de charge dans les colonnes pulsées à garnissage disques-couronnes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL096N.
Full textAbstract:
Le transfert et la dissipation de l'énergie dans une colonne pulsée sont primordiaux car ils conditionnent la taille des gouttes formées. Cette étude propose et valide un modèle de pertes de charge instantanées dans des colonnes à disques et couronnes pulsées pneumatiquement, pour un écoulement monophasique. Le modèle retenu fait intervenir additivement un terme hydrostatique, un terme inertiel, un terme de frottement et les grandeurs cinématiques instantanées de l'écoulement déterminées par une méthode basée sur des mesures de pression. Cette modélisation nécessite l'identification de trois paramètres : un terme de charge hydrostatique, un facteur d'inertie, un facteur de frottement. Une étude des pertes de charge en régime permanent a permis d'établir que ce dernier ne dépend que de la géométrie de la colonne. Une étude du régime pulsé a permis de valider le modèle en présence et en l'absence d'un débit permanent surimposé. Les valeurs des paramètres du modèle sont utilisées comme outil de caractérisation du comportement du système de pulsation et permettent la mise en évidence d'un jeu a la paroi. Ces valeurs ne dépendent pas des propriétés physicochimiques du fluide véhiculé. Le facteur de frottement ne dépend que de la géométrie de la colonne et est identique à celui obtenu en régime permanent. Le modèle proposé permet de quantifier la puissance moyenne dissipée et certaines grandeurs caractéristiques de la turbulence. Le produit amplitude fréquence apparait comme la grandeur caractéristique de la dissipation de l'énergie. Enfin, des éléments permettant l'extension du modèle à des écoulements pulsés diphasiques sont présentés
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Benali, Marzouk. "Analyse hydrodynamique du ruissellement de particules grosses et denses à contre-courant d'une suspension de fines particules à travers une colonne garnie." Compiègne, 1989. http://www.theses.fr/1989COMPD172.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l'analyse hydrodynamique d'un contacteur garni à pluie de particules où trois phases (gaz, particules fines, particules grosses et denses) sont soumises à un contact direct. Nous nous attachons tout d'abord à décrire le concept de pluie de particules grosses et denses à contre-courant de particules fines entrainées par un gaz ascendant et d'étudier plus particulièrement le mécanisme d'interaction entre les trois phases. Une approche théorique, basée sur les principes de conservation de la masse et de la quantité de mouvement, est développée, permettant d'exprimer les conditions hydrodynamiques de fonctionnement de ce contacteur. Les résultats expérimentaux relatifs aux mesures de pertes de charges et rétentions dynamiques en solides montrent que les forces d'interaction gaz-solides, garnissage-solides et particules fines-particules grosses dépendent des variables opératoires du système (débits massiques des solides, vitesse superficielle du gaz et rétentions dynamiques en solides), caractéristiques géométriques du garnissage ainsi que des propriétés physiques du gaz et des particules solides. Enfin pour mesurer directement ces forces d'interaction, nous avons conçu un montage expérimental ou une grosse particule placée dans un écoulement de suspension de fines particules est suspendue à un fléau d'une balance de précision. La force d'interaction particule fine-particule grosse est une fonction linéaire de la vitesse du gaz et du débit massique des fines particulesThis study is related to a hydrodynamic analysis of a raining packed bed contactor where three phases (gas, fine particles and coarse and dense particles) are put into direct contact. First of all, the concept of the trickle flow of coarse and dense particles flowing in counter-current to fine particles entrained by an upward gas stream is described. More particularly, the mechanism of interaction between these three phases was studied. A theoretical approach based on continuity and momentum equations has been developed and allows the prediction of the hydrodynamic operating conditions of this contactor. The experimental results including the pressure drop, the solids dynamic hold-up and slip velocity show that the gas-solids, packing-solids and fine particles-coarse particles interactive forces depend on the variables of the system (solids mass flowrate, superficial gas velocity and dynamic hold-up of solids), the geometry of the packing and also physical properties of the gas and the particles. Finally, in order to directly measure these interactive forces, an experimental set-up was conceived where a coarse particle, place in an upward flowing suspension of fine particles, is fixed to a precision balance. The interactive force between the fine and coarse particles is a linear function of the gas velocity and fine particles mass flowrate
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Bocquet, Frédéric. "Remplissage des colonnes CLHP." Paris 5, 1996. http://www.theses.fr/1996PA05P010.
Full text
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Girard, Coralie. "Modélisation par prise de moyenne volumique des phénomènes de transports en milieu poreux réactif : application au garnissage d’une colonne d’absorption gaz-liquide." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3010/document.
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Le Laboratoire de Thermique, Energétique et Procédés de Pau travaille en parallèle depuis plusieurs années sur les deux thématiques suivantes, la modélisation des réacteurs multifonctionnels et la modélisation des transports en milieux poreux. Dans ce travail, un modèle général de transports en milieu poreux multiphasique multiconstituant réactif est développé puis appliqué au cas particulier de l’absorption réactive afin de décrire les phénomènes se produisant au sein du garnissage. La modélisation débute par une description classique de chacune des phases continues grâce aux équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie. Les phases fluides sont multiconstituantes et le siège de réactions homogènes. Bien qu’à cette échelle les mécanismes soient parfaitement décrits, le passage à la simulation impose une étape d’homogénéisation par prise de moyenne. Ce changement d’échelle conduit à un système d’équations à l’échelle locale. Le modèle est appliqué à l’absorption du dioxyde de carbone dans une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium au sein d’une colonne garnie. Les simulations bidimensionnelles instationnaires fournissent des informations locales sur le procédé. Les résultats obtenus montrent une bonne adéquation avec la connaissance classique des mécanismes d’absorption réactiveThe “Laboratoire de Thermique, Energétique et Procédés de Pau” works on the two following subjects, modeling of multifunctional reactor and modeling of transport in porous media. In this work, a general model of transport in multiphase multi component reactive porous media is developed and then applied to the specific case of reactive absorption in order to describe the phenomena which occur within the packing. Modeling begins with a classic description of each continuous phase through the equations of conservation of mass, momentum and energy. The fluid phases are multi component and reactive. Although mechanisms are perfectly described at this scale, the simulation imposes a homogenization by volume averaging. This change of scale leads to a set of equations at the local scale. The model is applied to the absorption of carbon dioxide in an aqueous solution of sodium hydroxide within a packed column. Unsteady two-dimensional simulations provide local information about the process. The results obtained show a good agreement with the classical knowledge of reactive absorption mechanisms
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Hocq, Sylvie. "Etude du transfert de matière en colonne pulsée à l'aide d'un système de mesure de taille et de concentration en soluté des gouttes." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT037G.
Full textAbstract:
La maitrise du fonctionnement et de l'efficacite des colonnes d'extraction par solvant mecaniquement agitees passe par la connaissance de l'etat de la population de gouttes en fonction des conditions operatoires. L'objectif de ce travail est de developper un capteur original de mesure simultanee des distributions en taille et en concentration des gouttes dans une colonne pulsee. Le principe est fonde sur la technique de prelevement in-situ par capillaire, sur lequel est montee une paire d'electrodes mesurant la difference des conductivites entre les milieux aqueux et organiques. La largeur du signal enregistre en temps reel renseigne sur la taille des gouttes, tandis que la hauteur (ou encore l'amplitude) depend de la concentration en solute. Cette metrologie a ete implantee a differents niveaux d'une colonne pulsee. L'exploitation a permis d'etablir une base de donnees complete pour diverses charges, taux de solvant et conditions de pulsation. L'interpretation au travers d'une approche du type piston-dispersion aboutit a l'analyse du melange axial de la phase dispersee. Les doubles distributions locales en taille et en concentration constituent l'information essentielle qui faisait defaut jusqu'a present pour valider les approches fondees sur les bilans de population
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Vignau, Bernard. "Etude du fonctionnement d'une colonne d'absorption d'iode provenant des effluents gazeux du retraitement : hydrodynamique et transfert de matiere." Toulouse, INSA, 1986. http://www.theses.fr/1986ISAT0023.
Full textAbstract:
L'elimination de l'iode est effectue sur des colonnes a garnissage absorbe par une solution d'hydroxyde de sodium. Les parametres importants sont l'aire d'echange et le coefficient de transfert. Nous avons etudie l'hydrodynamique de differents types de garnissage: anneaux de raschig (verre, ceramique, pvc, acier), selles de berl (ceramique) et fil metallique tisse (acier). La methode chimique a permis de determiner l'aire d'echange des differentes structures. Par le biais de traceurs radioactifs nous avons mis en evidence l'importance de la dispersion axiale sur l'efficacite du transfert de matiere. Le transfert de matiere du systeme iode air-hydroxyde de sodium est etudie sur une colonne d'anneaux de raschig dont tous les elements sont en verre. Il est possible de simuler le fonctionnement d'un tel systeme par un systeme de reference constitue de dioxyde de carbone-air-hydroxyde de sodium dont les parametres physico-chimiques sont parfaitement connus. Les quelques essais effectues montrent que le rapport des coefficients de transfert partiels est proportionnel a la racine carree du rapport des coefficients de diffusivite
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Bergault, Isabelle. "Etude cinétique et mise en oeuvre de l'hydrogénation catalytique de l'acétophénone dans deux réacteurs continus : la colonne à bulles et le lit fixe ruisselant." Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT013G.
Full textAbstract:
Les reacteurs catalytiques triphasiques sont couramment utilises dans l'industrie pour la mise en oeuvre de reactions exothermiques a schema reactionnel complexes telles que des hydrogenations, oxydations, chlorations. Cependant, la prediction de leurs performances reste delicate car elle resulte des effets couples de la cinetique, de l'hydrodynamique et des transferts de matiere et de chaleur. L'hydrogenation catalytique de l'acetophenone a donc ete mise en oeuvre en continu, dans une colonne a bulles et dans un lit fixe ruisselant afin de determiner l'importance relative de chacun de ces phenomenes. Apres la selection d'un systeme reactionnel adapte, l'etude cinetique de la reaction a ete effectuee en reacteur ferme, mecaniquement agite. Une bonne representantion des resultats a ete obtenue grace a la discrimination d'un modele de type langmuir-hinshelwood et l'optimisation des parametres a partir des cinetiques completes. Le passage aux reacteurs continus met en evidence l'importance de la maitrise du catalyseur, des protocoles d'activation et de mise en oeuvre. En colonne a bulles, un modele considerant la phase liquide parfaitement agitee et prenant en compte la desactivation du catalyseur a ete mis en place. Il simule correctement les essais realises et montre la faible importance du transfert gaz-liquide dans nos conditions. En lit fixe, un modele simplifie, considerant le mouillage total du catalyseur et ne prenant pas en compte la desactivation a ete developpe. Il suggere une importante limitation par le transfert de l'hydrogene qui est tres sensible au taux de mouillage. Enfin, cette etude a permis la comparaison des performances de ces reacteurs en termes de productivite et de selectivite.
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Paisant, Jean-Francois. "Modélisation numérique et validation expérimentale de l'hydrodynamique d'une émulsion dans une colonne d'extraction." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066453/document.
Full textAbstract:
Au sein des opérations de retraitement du combustible usé, la colonne pulsée à garnissage est l'appareil d'extraction liquide-liquide principalement utilisé. Dans un contexte de compétitivité économique et de raréfaction des ressources, l'efficacité de ces appareils est devenue un enjeu pour l'industriel. Afin d'améliorer leur rendement à travers un meilleur dimensionnement, la connaissance de la vitesse de glissement entre les phases de l'émulsion est nécessaire.Les travaux menés et présentés dans ce manuscrit s'articulent autour de la modélisation physique et numérique de l'hydrodynamique de l'émulsion ainsi que de sa caractérisation expérimentale.Dans ce travail, une modélisation d'approche eulérienne, inspirée des travaux de D. Lhuillier, permet l'obtention d'un modèle bi-fluide couplé à une équation d'évolution de la surface d'échange (aire interfaciale). La résolution du modèle s'effectue par éléments finis sous le logiciel CAST3M. A l'issue des calculs, le modèle montre sa capacité à restituer le comportement de l'émulsion et permet l'obtention des vitesses de glissement. Dans une optique de validation expérimentale du modèle, des expérimentations sur deux installations sont menées. Celles-ci font notamment intervenir un couplage entre les méthodes de vélocimétrie par image de particules et de fluorescence induite par laser afin d'obtenir les vitesses de chaque phases et le taux de rétention de la phase dispersée. Un algorithme de détection et de suivi de gouttes est développé afin d'obtenir la vitesse de la phase dispersée et sa fraction volumique. La confrontation de ces aux résultats numériques permet une première qualification encourageante du modèleIn the core of spent fuel reprocessing operations, the pulsed columns with packing are the liquid-liquid extraction apparati mainly used. The context of economical competiveness and scarce resources, industrials are driven to improve the efficiency of these processes. Pulsed column efficiency is bound to the amount of available exchange surface, which depends on geometrical parameters of the column and the operating conditions. A better design would improve the efficiency. In this aim the knowledge of the interphase slip velocity is necessary. The work presented in this thesis revolves around physical and numerical modelling of the hydrodynamics of the emulsion and its experimental characterization.In this work, a eulerian approach, based on the work of D.Lhuillier, allows to obtain a two-fluid model coupled with an evolution equation of the exchange surface (interfacial area). We use finite elements method to solve this model along with CAST3M software. Numerical simulations have shown the model abilities to correctly reproduce the emulsion behaviour and to obtain the slip velocity.In order to experimentally validate the model, we carried out two types of experimentation. Particles images velocimetry coupled to laser induced fluorescence are involved to obtain velocities of each phases and the dispersed phase volume fraction. We developed a tracking algorithm to obtain the dispersed phase velocity and the hold up. These results, such as velocities and strain rate tensor, have been used in a first validation of the model
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Karpe, Patrick. "Contribution à l'amélioration des limites de détection des micro-polluants présents dans les eaux par utilisation d'une colonne pulsée d'extraction liquide-liquide : application aux dosages chromatographiques des pesticides organo-chlorés." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20247.
Full textAbstract:
Methode de concentration des pesticides organochlores dans les eaux par colonne pulsee a extraction liquide-liquide. L'utilisation de cette technique couplee avec la chromatographie en phase gazeuse permet d'ameliorer de facon significative les seuils de detection de ces polluants dans les eaux par rapport aux methodes traditionnelles. Description de l'optimisation du fonctionnement de cette colonne pour differents micropolluants de nature synthetique. Etude et suivi du fonctionnement d'un epurateur au charbon actif dans une station de traitement de l'eau
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Khadra, Rami. "Nouvelle génération de transformateurs de chaleur, sélection de fluides de travail et optimisation des équipements du cycle en employant des technologies innovantes." Thesis, Paris, ENMP, 2015. http://www.theses.fr/2015ENMP0083.
Full textAbstract:
Ce travail contribue aux efforts de l'Union Européenne pour réduire les émissions de CO2. Son objectif est d'aider les industries produisant de la chaleur fatale à récupérer cette énergie perdue, d'augmenter sa température et de la réutiliser in situ. Les transformateurs de chaleur (Absorption Heat Transformers ou AHT), machines à absorption consommant très peu d'électricité, sont alors ici étudiés. Les AHTs existants rencontrent des problèmes comme la corrosion, la cristallisation, la toxicité et les niveaux de pression éloignés de la pression atmosphérique. Ceux-ci sont causés par les fluides conventionnels (Eau/LiBr et Ammoniaque/Eau) et s'aggravent à des températures supérieures à 120°C. Des modèles de conception ainsi que des solutions techniques, applicables avec tous mélanges de fluides organiques, sont alors proposés dans cette thèse. Ces modèles sont validés avec des données de la littérature et implémentés dans des outils d'aide à la décision.Tout d'abord, un modèle de sélection de paires de fluides organiques (parmi une liste de fluides) est développé. Les contraintes prises en compte sont, entre autres, les types et les profils de températures des sources et puits de chaleur, et les propriétés du fluide. Pour chaque type de fluide, la méthode la plus adaptée au calcul des propriétés physiques des fluides est choisie.En second lieu, pour effectuer la séparation des 2 constituants du mélange de fluides organiques, le générateur (composant recevant la chaleur fatale) et le condenseur de l'AHT sont fusionnés pour former une colonne de distillation. Un modèle d'une colonne de distillation nommée « hybride » est alors développé en adaptant la méthode de Ponchon-Savarit et en la combinant avec la méthode ETD (Equal Thermodynamic Distance). Cette colonne associe les avantages des 2 types de colonnes adiabatiques et diabatiques. Elle allie réduction de production d'entropie et meilleure exploitation des sources de chaleur à températures glissantes. La conception mécanique de la colonne hybride est aussi incluse.Troisièmement, pour atteindre la température théorique maximale du mélange de fluide déjà choisi, l'absorbeur de l'AHT (où la chaleur à haute température est libérée) est divisé en sections adiabatiques suivies par des sections diabatiques. De plus, les modèles détaillés des colonnes à bulles (fonctionnant en co-courant ou en contre-courant) ainsi que de la colonne à garnissage sont présentés et comparés entre eux.Les principaux résultats de ces travaux consistent en une nouvelle méthodologie de choix de fluides organiques pouvant remplacer les mélanges classiques surtout à températures élevées (supérieures à 130 °C). En ce qui concerne la colonne de distillation, il est montré que la colonne adiabatique constitue un meilleur choix lorsqu'une source de chaleur latente est disponible tandis qu'avec une source de chaleur sensible, la colonne hybride engendre moins de pertes exergétiques. En passant à l'absorbeur, le nouveau mode d'opération de celui-ci permet à l'utilisateur d'atteindre des températures plus élevées que celles réalisées avec les technologies actuellement disponibles. Enfin, les modèles développés permettent de choisir les technologies de distillation (adiabatique, diabatique ou hybride) et d'absorption (colonne à bulles ou à garnissage) les plus appropriées en s'adaptant à différentes problématiques industriellesThis work is part of the European union efforts to reduce its CO2 emissions. It aims to assist any waste heat producing industry in recuperating this lost thermal energy, pumping it to higher temperature levels and reusing it on site. Absorption Heat Transformers (AHT), that consume little electricity, are used for this task. Current AHT problems such as corrosion, crystallization, toxicity and inconvenient pressure levels are caused by conventionally used H2O/LiBr and NH3/ H2O working fluids and get worse at temperatures exceeding 120°C. Potential solutions are thus suggested. According to them, models are developed; they are all able to operate with any organic mixture and are customized to accompany the industrialist from start to finish. These solutions were validated by comparing them with literature data and are implemented into several tools.Firstly, a model selects the optimal organic binary mixture -among a list of fluids- in terms of the real case application's constraints: Heat transfer fluids used, Heat source's and heat sink's types and temperature profiles, mixtures transport properties among other parameters. Suitable thermodynamic model is selected for different fluid group types.Secondly, in order to separate the 2 components of the chosen mixture of organic compounds, the AHT generator (component which receives waste heat) is merged with the AHT condenser thus forming a distillation column. A “hybrid column” is designed by modifying the Ponchon-Savarit method and combining it with the Equal Thermodynamic Distance (ETD) method. This new column associates the best features of the two columns. It reduces entropy production rates and best exploits temperature gliding heat sources. Mechanical design for the hybrid column is also included.Thirdly, to ensure that the maximum theoretical temperature of the working fluid is reached, the AHT absorber (where high temperature heat is released) is divided into consecutive adiabatic parts followed by diabatic ones. Detailed Models for co-current and counter-current bubble columns as well as packing columns are presented and compared.Main results consist in a selection methodology of organic compounds mixtures, capable of replacing conventional ones specially at temperatures higher than 130 °C. It's also shown that adiabatic columns are better options when latent type heat sources are available while hybrid columns lose less exergy when used with sensible heat sources. As for the absorber, the new operating mode provides the user with higher temperatures than currently reached by available technologies. Finally, using the developed models, tailored and most suitable distillation (adiabatic, diabatic or hybrid columns) and absorber (bubble or packing columns) technologies can be proposed depending on the industrial specific cases and requirements
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Buratti, Marie-Françoise. "Étude des phénomènes de mélange axial dans les colonnes pulsées équipées de garnissage disques-couronnes." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10344.
Full textAbstract:
Détermination expérimentale et modélisation des coefficients de dispersion axiale en régime monophasique et diphasique pour la phase continue et pour la phase dispersée. Les coefficients de dispersion axiale, déterminés par traçages en régime transitoire et calculés à l'aide du modèle piston-diffusion, ont été obtenus pour diverses conditions opératoires et différentes géométries de la colonne. Les calculs sont précis pour la phase continue mais demanderaient la détermination de la distribution de la taille de goutte de la phase dispersée
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Bardin-Monnier, Nathalie. "Simulations et expériences lagrangiennes d'écoulements diphasiques dans les colonnes pulsées à garnissage disques-couronnes." Toulouse, INPT, 1998. http://www.theses.fr/1998INPT007G.
Full textAbstract:
Cette etude s'insere dans le cadre de recherches ayant pour but de caracteriser le comportement hydrodynamique des contacteurs d'extraction liquide-liquide de type colonnes pulsees a garnissage disques-couronnes, et plus largement de contacteurs diphasiques a phase dispersee. On s'interesse notamment au comportement de la phase dispersee, au travers d'experiences et de simulations lagrangiennes. Il s'agit dans les deux cas de suivre le cheminement d'un grand nombre de gouttes isolees dans un ecoulement pulse en geometrie chicanee, afin d'extraire les parametres d'une representation 1d (modele piston-dispersion axiale) pour differentes conditions operatoires (amplitude et frequence de pulsation, diametre des gouttes). Les experiences sont menees a l'aide d'une technique video. Les simulations de trajectoires de gouttes sont effectuees via la resolution d'un bilan de forces s'exercant sur la goutte (flottabilite, masse ajoutee, gradient de pression et trainee) dans un ecoulement pulse et turbulent. La turbulence de l'ecoulement monophasique est prise en compte a l'aide d'un modele k-. La resolution est realisee a l'aide du code de calcul industriel estet (edf, simulog). L'accent est porte sur la comparaison experiences-simulations et sur l'analyse de l'influence des parametres de simulation (expression des forces, modelisation de la dispersion turbulente des gouttes et du rebond sur les parois). Des donnees primordiales concernant l'operation d'extraction sont extraites des simulations (turbulence vue par les gouttes, vitesses locales de glissement entre phases, repartition des gouttes dans le contacteur).
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Shehadeh, Gabriel. "Les garnissages métalliques de texture ordonnée en distillation : Etude de l'hydrodynamique et de la capacité de séparation : Influence de la pression." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0067.
Full textAbstract:
La distillation est le procédé le plus utilisé pour séparer les constituants d'un mélange liquide. Depuis une vingtaine d'années, les produits de masse moléculaire élevée et de haute valeur ajoutée sont obtenus pas « distillation sous vide poussé » en utilisant comme contacteur gaz-liquide des garnissages métalliques de texture ordonnée se présentant sous la forme de tampons occupant toute la section d'une colonne industrielle. Depuis 1985, il remplacent les plateaux dans les colonnes fonctionnant sous des pressions très supérieures à l'atmosphère. Deux installations pilotes, l'une pouvant fonctionner sous des pressions inférieures à 1 000Pa, l'autre entre l'atmosphère et 12 bars ; ont été réalisées pour caractériser les principaux garnissages métalliques ordonnés d'un point de vue hydrodynamique (pertes de charge, retenues, domaine de débit utile en fonction de la pression d'utilisation) et sous l'aspect pouvoir de séparation. Des corrélations sont proposées afin de pouvoir « prédire » les valeurs des paramètres hydrodynamiques et de séparation indispensables à tout bureau d’études d'ingénierie chimique pour dimensionner une installation ou tout autre échangeur de matièreDistillation is the most frequent process for separating the compnents from liquid mixture. For about twenty years, the products of high molecular weight and high addèd value have been obtained by distillation under high vacuum conditions. These packings have the form of cylindrical plugs occupying the whole cross section area of an industrial column. Since 1985 they have replaced the plates in very high pressure columns. Two pilot plants have been for characterizing the most important structured packings with respect to the hydrodynamic (pressure drop, hold-up, operating region as a function of the pressure, flooding point) and the capability of separation (HETP). One column can be operated at low pressures (P 1000 Pa) and the ether one at high. Pressures (between 10 exp5 and 12. 10exp5Pa). Correlations are proposed for predicting the values of the hydrodynamic and separation parameters which. Are necessary of any chemical engineering consultant group for the design of distillation columns and all other mass transfer equipments
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Assaoui, Mohammed. "Influence de la pression sur le comportement des garnissages en distillation." Lyon 1, 1996. http://www.theses.fr/1996LYO10166.
Full textAbstract:
Les garnissages ordonnes ou en vrac sont le plus souvent choisis comme contacteurs gaz-liquide en distillation. Ce procede est le plus souvent utilise pour separer des melanges liquide. Industriellement, on opere sous des pressions comprises entre le vide pousse et quelques centaines d'atmospheres. Jusqu'a present, les etudes sur l'hydrodynamique et le pouvoir de separation ont ete effectuees essentiellement sous la pression atmospherique et sous pression reduite. Ce travail a pour but d'etudier l'influence de la pression de fonctionnement entre 10#3 pa et 1,5 10#6 pa. Pour cela trois installations pilotes ont ete realisees : une colonne de distillation haute pression fonctionnant entre une et quinze atmospheres, une colonne de distillation sous vide fonctionnant entre 10#3 pa et une atmosphere et un simulateur de colonne garnie, fonctionnant sous des pressions voisines de l'atmospheres, qui permet les mesures d'aires interfaciales et de la distribution des temps de sejour. Un garnissage metallique ordonne est particulierement performant dans le domaine de la distillation sous vide pousse entre 10#3 et 7. 10#3 pa ; il accepte des debits massiques de vapeur superieurs a 1 kg/m#2,s et presente dans ce domaine un pouvoir de separation equivalent a cinq plateaux theoriques par metre ; au dessus de 10#4 pa il est nettement moins performant. Par contre le mellapack semble pouvoir etre utilise dans tout le domaine 10#4 - 1,5 10#6 pa et presente un pouvoir de separation relativement constant et equivalent a trois plateaux theoriques par metre. Les garnissages en vrac en ceramique utilises industriellement pour des separations particulieres comme celles des produits corrosifs ou le traitement de faibles tonnages, presentent des pouvoirs separateurs plus importants quand la pression est superieure a la pression atmospherique. Les correlations proposees faciliteront le dimensionnement des installations de distillation.
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Buratti, Marie-Françoise. "Etude des phénomènes de mélange axial dans les colonnes pulsées équipées de garnissage disques-couronnes." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37612315x.
Full text
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Salimi, Fariba. "Approche comparative de la simulation dynamique des colonnes de distillation à plateaux et à garnissage." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0474.
Full textAbstract:
L'objet de cette étude est de comparer le comportement dynamique d'une colonne à plateaux avec une colonne à garnissage en fonction discontinue. Un modèle mathématique a été développé pour une colonne de distillation à garnissage. Ce modèle a été appliqué pour un système de séparation d'un mélange de BTX (Benzène, Toluène, Xylènes). Les calculs ont été refaits pour le même système avec une colonne de distillation à plateaux. En fin de compte les résultats de la simulation dynamique des deux types de colonnes ont été obtenus par SPEEDUP, logiciel qui résout des systèmes d'équation algébro-différentielles. Les aspects numériques des approches séquentielle et équationnelle pour la simulation dynamique du procédé ont également été étudiés et comparés.
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Moustiri, Salima. "Hydrodynamique des colonnes à bulles fonctionnant à co-courant de gaz et de liquide : Effet hydrodynamique généré par la présence d'un garnissage spécifique." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0049.
Full textAbstract:
L'étude réalisée met en évidence l'effet d'un garnissage spécifique en inox sur l'hydrodynamique des colonnes à bulle fonctionnant à co-courant ascendant de gaz et de liquide. Dans une première partie, les paramètres - clés de l'hydrodynamique, à savoir la rétention de gaz, le régime d'écoulement, le diamètre des bulles, la vitesse de glissement du gaz et le coefficient de dispersion axiale du liquide, ont été déterminés en absence du garnissage, et ce pour deux diamètres de colonnes différents (15 et 20 cm) et deux types de distributeur de gaz (membrane et plaque percée). Une approche adimensionnelle permettant de décrire le mélange axial de la phase liquide a été établie. L'application de cette approche sur des données de la littérature donne des résultats satisfaisants. Dans la deuxième partie, les mesures ont été réalisées sur les mêmes colonnes à bulles en présence du garnissage. Les résultats obtenus ont montré que ce type de garnissage affecte la distribution radiale de la rétention de gaz et la taille de bulles, donc le régime d'écoulement. Le diamètre de Sauter obtenu, notamment avec la plaque percée, a considérablement diminué en présence du garnissage. Etant fortement conditionnées par le comportement hydrodynamique de la phase gaz, les valeurs du mélange axial de la phase liquide ont diminué en présence du garnissage. L'introduction du garnissage spécifique en inox modifie l'hydrodynamique des colonnes à bulles en homogénéisant les populations de bulles orientant ainsi le mélange de la phase liquide vers un écoulement de type pistonThe purpose of this work is to study the effect of a specific stainless steel packing on the hydrodynamic of bubble columns operating with co-current up-flow of gas and liquid. In a first part, the hydrodynamic parameters, as gas hold-up, flow regime, bubble diameter, slip velocity and the liquid axial mixing coefficient, have been determined without the packing, and this for two different columns diameters (15 and 20 cm) and two types of gas sparger (membrane and perforate plate). A dimensionless approach has been established to describe liquid axial mixing. It's application on literature data gave satisfactory result. In the second part, the experimental measurements have been done on the same bubble columns with the packing. The obtained results show that this type of packing has a considerable effect on the hydrodynamic, it affects radial gas hold-up and bubbles size distribution, so flow regime. Liquid axial mixing has also been greatly affected by the presence of this packing, tending toward the plug flow
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Hocine, Boudjéma. "Mélange de particules fines en lit fluidisé par un gaz." Toulouse, INPT, 1996. http://www.theses.fr/1996INPT034G.
Full textAbstract:
Le melange de particules solides en lit fluidise par un gaz est une operation frequente que l'on rencontre dans de nombreuses industries. Ce travail est une contribution a l'etude des phenomenes et des mecanismes d'homogeneisation de systeme binaires de particules solides dont la taille et la masse volumique sont proches. Dans cette optique, les cinetiques de melange ont ete etablies pour des particules fines de diametre moyen inferieur ou egal a 100 microns. Les facteurs de l'etude concernent les dimensions geometriques de la couche fluidisee (diametre et hauteur du lit), la vitesse de fluidisation et la nature des particules. Les essais ont ete quantifies par la mesure des profils de concentration et le calcul d'un indice de melange. Une methode de determination du temps d'homogeneisation de la couche a ete preconisee. Les resultats ont conduit a l'elaboration d'une correlation permettant la prediction de ce parametre. Une extrapolation des essais, a ete effectuee sur une colonne de 0,435 m de diametre en faisant en plus une analyse du melange par suivi local de circulation de particules colorees par des sondes a fibres optiques. Afin de predire l'evolution au cours du temps des concentrations locales et celle de la valeur de l'indice de melange, un modele a ete teste. Celui-ci, base sur les phenomenes lies au bullage s'avere satisfaisant, sauf dans les premieres secondes de la mise en fluidisation
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Bourouis, Mahmoud. "Etude de l'hydrodynamique du film liquide, isotherme, ruisselant à l'intérieur de colonnes tubulaires à paroi ondulée : approches théorique et expérimentale." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT014G.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'etude de l'incidence de l'etat ondulatoire de la paroi sur l'hydrodynamique du film liquide, isotherme, ruisselant a l'interieur de colonnes tubulaires. Est mise en uvre une methode theorique relative a la resolution numerique, selon des schemas aux differences finies, des equations de navier-stokes. La methode envisagee, utilisant les variables fonction de courant et vorticite, est basee sur une transformation algebrique de coordonnees non orthogonales, permettant de passer d'un domaine physique complexe a un domaine mathematique rectangulaire sans aucune hypothese sur la courbure de l'interface gaz-liquide. A des fins de validation, sont abordes, egalement, l'ecoulement en conduite pleine a paroi ondulee et l'ecoulement en film liquide developpe a l'interieur d'une colonne a paroi lisse. Un algorithme de calcul servant a la determination du profil de l'interface gaz-liquide est etabli; le fait le plus souvent rencontre, lors de l'etude de la convergence de cet algorithme, est la distorsion de l'epaisseur du film liquide et l'amplification systematique des anomalies ainsi que leur propagation autour de la zone initiale d'apparition. Est presentee, enfin, une approche globale pour caracteriser le phenomene de retromelange dans le film liquide, reposant sur la determination de la distribution des temps de sejour en utilisant la methode des deux points de mesure et le modele piston avec dispersion axiale. Les resultats montrent que le nombre de peclet est tres sensible au lieu de mesure dans le motif de periodicite
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Dubois, Xavier. "Études de l'hydrodynamique et du transfert de matière en film ruisselant : application aux colonnes de garnissage." Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3025.
Full textAbstract:
Dans le cadre industriel du traitement d'effluent gazeux, notamment H2S, l'optimisation des unités de type Clauspol passe par le remplacement du garnissage vrac en garnissage structuré. Ce dernier est d'emploi récent, et il est nécessaire d'acquérir une meilleure connaissance de l'hydrodynamique et du transfert de matière sur de telles structures, complexes du fait de leurs géométries. Le transfert de matière gaz-liquide est étudié pour des écoulements en films minces ruisselant sur des surfaces inclinées lisse et corruguée. Les conductances de transfert locales en phases gaz et liquide, kG et kL, ainsi que la surface d'échange effective, a, sont estimées à partir d'expériences d'absorption réactive de CO2 dans des solutions de soude. La dépendance des paramètres caractéristiques du transfert est explorée en fonction des propriétés géométriques des surfaces de ruissellement et des propriétés hydrodynamiques locales caractérisées par le débit et l'épaisseur des films liquides. L'épaisseur déterminée expérimentalement par méthode ultrason ou par analyse de distribution des temps de séjour est faible, inférieure à 1. 10-3m en film lisse pour une inclinaison de 30ʿ. Sur plan corrugué, tout en travaillant pour des angles plus fort, 70ʿ, l'épaisseur du film est plus forte, induisant une diminution de la vitesse d'écoulement du liquide. Ainsi, l'augmentation globale du produit kLa observée en passant d'un écoulement sur plan lisse à corrugué, est essentiellement liée aux effets des corrugations sur la surface d'échange. En revanche, la conductance de transfert kL est peu perturbée dans la gamme des nombres de Reynolds étudiée. Elle est aussi peu sensible à la géométrie du filmWithin the industrial framework of the gas waste processing, in particular H2S, the optimization of the Clauspol type units requires the substitution of random packing by structured packing. Structured packing are of recent use, and it is necessary to acquire a better knowledge of the hydrodynamics and mass transfer on such structures, which are complex because of their geometries. Gas-liquid mass transfer is studied for thin films trickling down a tilted plane surface or corrugated one. Local gas side and liquid side mass transfer coefficient, kG and kL, as well as the specific interfacial area, a, are estimated by means of experiments of reactive absorption of CO2 in a sodium hydroxide solution. The dependence of these mass transfer characteristic parameters is explored versus the geometrical properties of the streaming surfaces and the local hydrodynamic properties characterized by the flow rate and liquid film thickness. The mean film thickness is measured using an ultrasonic probe method and by the analysis of Residence Time Distribution. It is small, thinner than 1. 10-3m for a liquid film trickling over plane surface inclined at 30ʿ. On a corrugated surface, while working for angles stronger, up to 70ʿ, the thickness is larger inducing a reduction of the liquid flow velocity. Thus, the total increase in the kLa product observed while passing from a flow on a plane surface to a flow on a corrugated one, is primarily related to the effects of the corrugated geometry on the specific interfacial area. Moreover, the liquid side mass transfer coefficient kL is not very disturbed in the studied range of Reynolds numbers. It is also not very sensitive to the film geometry
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Soulaine, Cyprien. "Modélisation des écoulements dans les garnissages structurés : de l'échelle du pore à l'échelle de la colonne." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0089/document.
Full textAbstract:
Une colonne de séparation d'air réalise un écoulement liquide-gaz à contre courant dans une structure complexe, le garnissage. Au sein de ce garnissage, l'écoulement du liquide est du type film drainé par gravité, alors que l'écoulement du gaz est turbulent. La fonction de ces contacteurs est de développer une surface d'échange interfaciale aussi grande que possible pour favoriser le transfert d'un composé chimique de la phase liquide vers la phase vapeur (et inversement) tout en offrant des pertes de charge raisonnables. Ces dispositifs sont constitués par l'assemblage de plaques métalliques ondulées, avec ou sans perforations, où deux plaques adjacentes sont respectivement inclinées d'un angle et son opposé par rapport à l'axe de la colonne. Ce type de contacteur peut être considéré comme un milieu poreux bi-structuré avec un taux de porosité élevé. Les écoulements peuvent être décrits à deux échelles : une échelle du pore et une échelle macroscopique. A cause de cette double structuration, la modélisation macroscopique des écoulements dans ce type de structure reste un problème difficile. En particulier, les mécanismes macroscopiques qui entraînent l'étalement d'un jet dans les garnissages sont incompris. Par ailleurs, une difficulté de modélisation supplémentaire est due aux effets liés à la turbulence. Au cours de cette thèse, nous avons développé, à partir d'une méthode de changement d'échelle, un modèle complet pour simuler les écoulements et le transfert de matière dans les colonnes équipées de garnissages structurés. Notre étude se focalise sur les trois points suivants. Premièrement, nous avons obtenu, à l'aide d'une prise de moyenne volumique, une loi de Darcy-Forchheimer qui inclue les effets de la turbulence. Ensuite, pour modéliser la dispersion radiale du liquide dans la colonne, nous avons trouvé pratique de séparer la phase liquide en deux films distincts, qui s'écoulent sur chaque plaque ondulée selon des directions préférentielles différentes. Ces phases fictives ne sont pas indépendantes puisque de la matière peut passer de l'une à l'autre au niveau des points de contact entre les feuilles ondulées. Finalement, nous avons proposé un modèle macroscopique pour simuler le transport d'espèces chimiques dans un système diphasique, multiconstituants. Tous les paramètres effectifs qui apparaissent dans ce modèle sont évalués à partir de solutions analytiques ou numériques de l'écoulement à la petite échelle. Les résultats de simulation ont été comparés avec succès à des mesures expérimentales obtenues en laboratoire ou sur pilote industrielStructured packings play a large role in chemical engineering processes involving gasliquid separation such as air distillation unit or CO2 absorption columns. Such structures maximize the exchange surface between gas and liquid while pressure drops remain low enough. Generally, the columns are operated in the counter-current flow mode : a liquid gravity film is sheared by the turbulent flow of a gas phase. The packings are made of an assembly of corrugated sheets where two adjacent sheets are respectively inclined by an angle and the opposite of this angle from the vertical axis. We can apprehend such a device as a bi-structured porous medium with high porosity defining two scales of description : a pore-scale and a macro-scale assimilated to the packing scale. Due to this peculiar structured geometry, the flow modeling from a macroscopic point of view, remains a challenging problem that has to be overcome to design enhanced devices. In particular, the macroscopic phenomena that leads to the spreading of a liquid point source at the top of a packing are still unknown, and the classical two-phase flow models in porous media failed to properly catch the liquid distribution within the column. Moreover, turbulence effects lead to additional difficulties. We developed a comprehensive mathematical model based on a multi-scale analysis to simulate gas-liquid flow through the distillation columns. We investigate three main points. First, we derived a Darcy-Forchheimer law that includes turbulence effects using the method of volume averaging. Then, to model the liquid spreading, we found convenient to split the liquid phase into two fictitious phases flowing along each sheet with a preferential direction. Moreover, these phases are not (except perhaps at very low saturation) completely independent since adjacent sheets are in contact and the liquid can flow from one sheet to the other. Finally, we proposed a macro-scale dispersion model to simulate two-phase, multicomponent transport in structured packing. All the effective properties that appear in this model are evaluated from either simulations or analytical solutions of the flow at the pore-scale. Simulation results have been successfully compared to laboratory-scale experiments and industrial-scale measurements
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Aoun, Nabli Mohamed Seghaïer. "Simulation numérique de l'hydrodynamique et du mélange axial dans les colonnes d'extraction pulsées à garnissage disques-couronnes." Toulouse, INPT, 1995. http://www.theses.fr/1995INPT002G.
Full textAbstract:
Cette etude est une contribution a l'etablissement d'une procedure d'aide au dimensionnement et a l'extrapolation des colonnes d'extraction par solvant pulsees munies d'un garnissage a disques et couronnes. Elle est fondee sur l'exploitation de codes de calcul de mecanique des fluides. La predetermination a l'echelle locale des structures de l'ecoulement monophasique doit permettre d'une part d'apprehender le comportement d'une phase dispersee circulant a contre courant dans un tel champ hydrodynamique et d'autre part d'etablir des correlations pertinentes entre les caracteristiques globales de fonctionnement, telle que perte de charge ou melange axial, et les conditions operatoires et la geometrie de la colonne. L'etude numerique a porte sur la prediction en regime oscillant des grandeurs de l'ecoulement turbulent instationnaire (champ moyen, energie cinetique turbulente, taux de dissipation turbulente,) et de la dispersion d'un traceur au sein de cet ecoulement. C'est aussi un moyen d'etablir des dts numeriques. Les evolutions au cours du temps et sur un cycle de pulsation de l'ensemble de ces parametres en fonction de l'amplitude et de la frequence de pulsation, de l' espacement entre disque et couronne, de la transparence du garnissage sont presentees et discutees en detail. Les simulations sont effectuees a l'aide du code de calcul estet couple a un modele de turbulence -, pour vingt quatre combinaisons differentes des parametres geometriques et de pulsation. Les resultats numeriques s'accordent bien avec les resultats experimentaux issus de la litterature
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Albet, Joël. "Simulation rigoureuse de colonnes de distillation discontinue à séquences opératoires multiples." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT008G.
Full textAbstract:
L'auteur presente une methodologie generale pour la simulation rigoureuse de colonnes de rectification discontinue multiconstituant avec ou sans reactions chimiques et la prise en compte d'un decanteur en tete. Apres avoir replace ses travaux dans le contexte plus general de la simulation dynamique des procedes et des travaux realises en distillation discontinue, les points-cles sur lesquels se repose la methodologie sont presentes: l'elaboration d'un modele dit rigoureux vis-a-vis de ceux rencontres habituellement en distillation discontinue, generalisable ou simplifiable pour traiter un ensemble de configurations couramment rencontrees; l'utilisation et l'adaptation d'une methode d'integration numerique pour le traitement des systemes algebro-differentiels (methode de gear) applicable dans le contexte des systemes discontinus. Les problemes numeriques difficiles dus au traitement des evenements d'etat, a la gestion des discontinuites et aux politiques de demarrage sont mis en exergue et traites. La flexibilite, fiabilite et efficacite de la methodologie mises en place ainsi que la convivialite du progiciel resultant sont illustrees au travers d'exemples academiques et industriels avec comparaison vis-a-vis de donnees reelles obtenues sur sites
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Mohammedi, Kamal. "Contribution à l’étude des garnissages en vrac en distillation sous pression réduite. Mesure d'aires interfaciales." Lyon, INSA, 1992. http://www.theses.fr/1992ISAL0046.
Full textAbstract:
En distillation sous pression réduite, les échangeurs-de-matière à contact direct que sont les contacteurs gaz-liquide a garnissage en vrac, permettent de séparer les constituants de mélanges corrosifs et aussi de récupérer des produits dangereux pour 1' environnement comme les· solvants. La. Première partie de ce travail concerne la distillation dans· le domaine de pression compris entre 6 kPa et la pression atmosphérique. L'étude hydrodynamique dans une colonne garnie d'anneaux Raschig et de selles de Berl – Pertes de charge, retenue, DTS, débits à l'engorgement - et la détermination des paramètres de séparation HEPT, pouvoir séparateur - Permettent de compléter certains résultats déjà publiés et conduisent à remettre en cause l'aire interfaciale gaz-liquide. La deuxième partie est ainsi consacrée à la mesure de cette aire par mise en œuvre d'une absorption avec réaction chimique sous pression réduite. (Système Na2-SO3-O2-CO2+). Ces mesures sont précédées par une bibliographie qui reprend les principaux modèles de transfert de la matière, ainsi que les méthodes chimiques et travaux consacrés à l'aire interraciale notamment. Les résultats montrent que cette l'aire augmente avec le débit liquide et confirment les différences observées en distillation sous pression réduiteThis work is dealing with hydrodynamics and mass transfer in counter-current random packed columns under reduced pressure. It consists of two parts. The first part is about distillation under reduced pressure. This process is advantageous when heat sensitive and corrosive materials or used solvents are: concerned. In distillation particularly under reduced pressure, many is done but too much is still unknown or unpublished. Hydrodynamics and mass transfer parameters (pressure drop, hold-up residence time distribution , flooding , HETP) are obtained from Raschig rings and Berl saddles packed column. In the second part, highlighting the importance of gas-liquid interfacial area for data interpretation, we measured this parameter by performing and absorption with fast second order irreversible reaction (sulfite-oxygen-cobalt system) under reduced pressure
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Borel, Marie-Pierre. "Etude d'un système fluidisé à alimentation et soutirage continus du solide." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT013G.
Full textAbstract:
Les lits fluidises ont l'avantage de pouvoir s'integrer facilement dans les procedes continus. Cependant, la conception et la conduite d'un tel reacteur ne vont pas sans poser de problemes d'ordre technologique. Dans cette optique, nous avons entrepris l'etude d'un lit fluidise ou l'alimentation et le soutirage continus du solide sont realises a l'aide de deux tubes verticaux plonges dans la couche. L'analyse experimentale du comportement en regime permanent de ce dispositif a montre sa fiabilite et a permis d'etablir que, pour un tel systeme, la masse et la hauteur du lit fluidise sont fonction des debits de gaz et de solide, et du niveau du soutirage. Le comportement du systeme en regime transitoire a ete examine en faisant subir des perturbations de type echelon aux debits de gaz et de solide. Nous avons pu constater que ce type de perturbation n'engendre pas de dysfonctionnements serieux, le lit fluidise retrouvant un etat d'equilibre apres un temps de remise en regime qui depend de la perturbation effectuee. Les temps de reponse determines experimentalement sont en general tres courts et restent inferieurs a quatre minutes. Le comportement du lit fluidise en regime permanent a egalement ete qualifie par la determination experimentale des distributions des temps de sejour du solide au sein de la couche. Dans le champ experimental explore, le lit fluidise a un comportement tres proche de celui d'un melangeur parfait et les distributions des temps de sejour du solide sont egalement correctement representees par le modele piston-dispersion axiale
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Purwanto, Widodo Wahyu. "Modélisation et analyse des transferts simultanés de matière et d'énergie lors de l'absorption de vapeur en milieu triphasique gaz-liquide-liquide." Toulouse, INPT, 1992. http://www.theses.fr/1992INPT004G.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'etude des transferts simultanes de matiere et d'energie en milieu triphasique gaz-liquide-liquide incluant un transfert thermique intense par contact direct entre les deux phases liquides, au sein d'une colonne pulsee a plateaux perfores. L'interet de divers cycles a absorption mettant en jeu des transferts en milieu triphasique et une analyse bibliographique relative aux appareils de mise en contact de phases sont presentes. En vue de la determination des coefficients de transfert, la modelisation des transferts en regime stationnaire a ete etablie se basant principalement sur les equations de conservation et les hypotheses relatives a l'ecoulement: piston avec dispersion axiale pour les deux phases liquides et piston pour la phase gazeuse. Une experimentation a ete effectuee a l'aide d'une installation pilote utilisant le systeme chimique eau-bromure de lithium-hydrocarbure: a l'occasion d'une premiere etape, le transfert thermique entre deux phases liquides, il a ete identifie le coefficient volumique de transfert de chaleur global ainsi que etabli les correlations de ce coefficient. L'effet de la pulsation a montre l'amelioration significative de la performance notamment a faible difference de densite entre phases. Lors de l'absorption gaz-liquide-liquide, les mecanismes de transfert, les profils de temperature, de concentration et l'influence de divers parametres operatoires ont ete analyses. Les performances dependent notamment de la concentration en sel et du debit de caloporteur. Une approche locale, limitee par la suite de la finesse des mesures, a ete abordee
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Tirnoveanu, Mircea. "Modélisation et simulation d'un procède d'absorption gaz-liquide avec réaction chimique." Lyon, INSA, 1999. http://www.theses.fr/1999ISAL0048.
Full textAbstract:
Cette étude concerne la modélisation de l'opération unitaire d'absorption par un liquide d'un composé contenu dans un gaz. L'opération est réalisée dans un contacteur gaz-liquide classique: une colonne à garnissage où les deux fluides circulent à contre-courant. L'étude expérimentale a été réalisée sur une unité pilote au Laboratoire d'Analyse Environnementale des Procédés et des Systèmes Industriels. Afin de caractériser l'écoulement du gaz et celui du liquide, une étude préalable de l'hydrodynamique a été réalisée. En tenant compte de l'hydrodynamique et du transfert de matière un modèle de simulation a été proposé. Le modèle a été utilisé pour les régimes permanents afin de déterminer les paramètres du transfert de matière. Afin de tester l'évaluation faite sur les paramètres de transfert, le modèle a été employé en régime dynamique. Les modèles développés ont été validés à l'échelle pilote en considérant des perturbations des débits de liquide et de gaz. La modélisation du système mis en œuvre peut permettre l'optimisation du procédé et son extrapolation à l'échelle industrielle. Une installation industrielle d'absorption du gaz carbonique par une solution chaude de carbonates de potassium, activé avec diéthanolamine située au Combinat d'Engrais Chimiques de Târgu-Mures, Roumanie a pu également fournir quelques données intéressantesThe subject of this study is the modeling of the absorption of a gas component into a liquid. This operation is performed in a classical gas-liquid contactor: a counter-current packed column. The experimental study was realised on a pilot plant at the Laboratory of Environmental Analysis of lndustrial Processes and Systems at INSA Lyon. For the characterisation of the liquid and gas flows, a preliminary hydrodynamic study was made. Taking into account the hydrodynamics and the mass transfer a simulation model was proposed. For the determination of the mass transfer parameters, the model was used under steady-state conditions. In order to check the mass transfer parameters, the model was applied in dynamic conditions. The validation of the model was made for the pilot plant column. Modeling of the systems developed permits the optimisation of the process and the scale-up to the industrial size. An industrial plant for the absorption of carbon dioxide in diethanolamine promoted hot potassium carbonate processes operating at« AZOMURES » Chemical Fertilisers Works, Târgu-Mures, Romania yielded some interesting results
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Ganne, Nadine. "Contribution à l'étude de l'élimination par stripping à l'air de solvants chlores contenus dans l'eau." Toulouse, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAT0002.
Full textAbstract:
Les 3 solvants consideres sont: le chloroforme et tri- et tetrachloroethylene. Deux types d'installations sont utilises: un reacteur triphasique a lit fixe, rempli de pouzzolane ou les phases circules a co-courant vers le haut et une colonne a garnissage a contre courant. Determination des parametres hydrodynamiques (retention, perte de charge, modele d'ecoulement et aire interfaciale) et de transfert de matiere. On etudie aussi l'influence du debit d'eau et d'air, de la temperature et de la nature du solvant. Une derniere partie est consacree au dimensionnement optimal des colonnes a garnissage a contre-courant
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Fourati, Manel. "Modélisation par une approche à deux fluides des écoulements gaz liquide à contre-courant dans les colonnes à garnissages." Thesis, Toulouse, INPT, 2012. http://www.theses.fr/2012INPT0125/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse rentre dans le cadre du développement de modèles multi‐échelles de simulation de colonne d’absorption gaz‐liquide pour des applications de captage de CO2 en vue d’optimiser leur design. Il est le fruit d’une collaboration entre IFP Énergies nouvelles et l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse. Les colonnes à garnissages représentent une technologie essentielle aux applications d’absorption gaz‐liquide. Dans les procédés de captage de CO2 aux amines, le solvant liquide s’écoule sur les parois du garnissage, idéalement sous forme de film ruisselant mouillant toute la surface disponible, le gaz, en régime turbulent, venant le cisailler à contre‐courant de manière à promouvoir un transfert de CO2 de la phase gaz vers la phase liquide. Un écoulement le plus homogène possible permet d’avoir les meilleures performances de transfert. Toutefois, l’expérience montre que des maldistributions, notamment de la phase liquide, peuvent apparaître même en cas de bonnes distributions en entrée de colonne. La distribution du liquide est régie par un phénomène de « dispersion » dont l’étude et la modélisation représentent le principal objet de cette thèse. Pour ce faire, ce travail de thèse s’appuie sur des travaux expérimentaux, réalisés sur une installation d’IFPEN à Lyon, et sur des travaux numériques réalisés dans l’équipe Interface de l’IMFT. Le premier axe de l’étude abordé a ainsi consisté en l’acquisition de données originales de distribution de liquide en partant d’une configuration d’alimentation sous forme d’un jet central en tête de colonne et ce pour deux types de garnissages métalliques : un garnissage structuré, le Mellapak 250.X et un garnissage vrac, l’IMTP. 40. La méthode de tomographie gamma a été mise en œuvre afin de mesurer l’atténuation d’un flux photonique par le liquide en mouvement ce qui permet d’établir des cartes de rétention locale de liquide sur une section de colonne. Les profils de rétention résultants ont été ensuite exploités afin de caractériser la dispersion de liquide dans le système pour des régimes d’écoulement allant des plus faibles aux plus fortes interactions gaz‐liquide. Ces résultats ont permis de développer un modèle simple d’advection diffusion faisant appel à un paramètre hydrodynamique clé qui est le « coefficient de dispersion », qui reproduit bien l’étalement du jet de liquide. Dans le cas du garnissage Mellapak 250.X nous avons pu mettre en évidence une dispersion qui est régie essentiellement par la géométrie du milieuThis work is done within the framework of collaboration between IFPEN and l’Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse (IMFT). It takes place in the general context of optimization of industrial gas‐liquid packed columns dedicated to CO2 capture using multi‐scale simulation approach of hydrodynamics and transfer. The main objective of this study is to develop predictive model for liquid dispersion in two‐phase flows in packed beds operating in the counter‐current mode. This model will help simulate the flow at the macro‐scale of a packed column. Packed columns are widely used for gas/liquid absorption processes since they generate subsequent exchange surface between phases with limited pressure drop. In the particular case of amine process, the two‐phase flow in the packing consists in thin trickling liquid films sheared by counter‐current gas flow that circulates in communicating tortuous channels. It is widely recognized that homogeneous flow ensures good separation performances. This is far from being the case at industrial scale since maldistributions, especially for liquid phase, do occur even with optimized liquid and gas distributors in the column inlets. Liquid distribution results from “dispersion” phenomenon which modelling is not fully handled in literature. Prediction of liquid dispersion has been the main objective of this Ph.D. research. This study is based upon two main approaches: an experimental study carried out using a 40 cm in diameter column operating in IFPEN (Lyon) and a numerical study carried out in Interface team in IMFT. The first part of this research focused on measuring spatial distribution of liquid hold‐up over different sections of the packed bed using a gamma ray tomography system. In order to focus into liquid dispersion phenomenon, a point source liquid feeding configuration was considered. Hold‐up maps obtained from photonic flux attenuation measurements were then used to characterize liquid dispersion from a source point for both packings (Mellapak 250.X and IMTP. 40) using a relatively simple advection‐diffusion model
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Monkam, Kakmeni Pierre. "Contribution à l'étude de l'influence de la pression sur l'hydrodynamique et le transfert de matière dans les colonnes garnies." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10052.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche a pour but d'étudier l'influence de la pression sur les paramètres hydrodynamiques et de transfert de matière dans les réacteurs colonnes à garnissage arrosé. Les Selle de Berl, garnissage en vrac, le SULZER MELLAPAK, garnissage ordonné et le MULTIKNIT TISSMETAL garnissage semi-ordonné ont été choisis. L'utilisation d'un simulateur physique haute pression fonctionnant dans le domaine 0,1-1,5MPa a montré que les diagrammes de fonctionnement permettant la détermination des débits d'engorgement sont plus étendus lorsque la pression augmente. Les corrélation donnant perte de charge sont du type : [delta]P/[delta]Z=A. Jg2. P-1. 10D. JL. Les débits d'engorgement en fonction de la pression pour les Selles de Berl peuvent être estimées par la corrélation de LOBO et SHERWOOD et celle de ZENZ et ECKERT. La modélisation des colonnes à garnissage sous pression élevées permettant le calcul de l'aire interfaciale et du coefficient de transfert côté liquide KL a été faite après que la distribution des temps de séjour ait montré que les écoulements des phases étaient du type piston avec dispersion axiale. La détermination des aires interfaciales par la méthode chimique d'absorption gaz-liquide suivie de réaction chimique avec le système dioxyde de carbone-solution aqueuse de soude a montré qu'à vitesses superficielles de liquide et de gaz constantes, l'augmentation de la pression entraîne une augmentation de l'aire interfaciale. L'absorption physique du dioxyde de carbone par l'eau de ville a montré que le coefficient de transfert KL côté liquide reste contant quand la pression augmente.
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Carrère, Hélène. "Extraction des protéines du lactosérum par chromatographie d'échange d'ions en lit fluidisé. Modélisation et optimisation." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT019G.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif la modelisation et l'optimisation d'un procede, en voie d'industrialisation, d'extraction des proteines du lactoserum par echange d'ions en lit fluidise etage. Il s'agit d'un procede de chromatographie frontale dont les deux etapes principales adsorption et desorption ont ete etudiees. Les equilibres entre les proteines et l'echangeur d'ions ont ete determines pour ces deux etapes dans les conditions du procede industriel. Ils ont ete representes empiriquement par les modeles de langmuir avec et sans terme de competition. Pour modeliser le comportement dynamique de la colonne chromatographique, chaque etage de la colonne fluidisee est represente par un modele piston (avec eventuellement dispersion axiale) pour le liquide et par un modele parfaitement melange pour le solide. Le transfert de matiere entre phases et au sein de la phase solide se decompose en trois etapes: transfert externe autour des particules, diffusion a l'interieur des pores de l'echangeur d'ions et adsorption-desorption a la surface des pores. Apres identification des phenomenes de transfert limitants par des essais en batch et en colonne fluidisee, des modeles simplifies ont ete retenus: - transfert externe, equilibre a la surface de la particule et diffusion dans une sphere pseudo-homogene pour l'etape d'adsorption; - loi cinetique pour la desorption. Les parametres de ces modeles ont ete identifies par comparaison des profils de concentrations theoriques et experimentales. L'application de ces modeles a une colonne fluidisee comportant des melangeurs statiques necessite des modifications des representations globales des phases: la phase mobile semble alors plus melangee qu'en fluidisation classique. Les modeles etablis ont ete utilises dans un programme d'optimisation economique d'une installation d'extraction de proteines. En tenant compte de tous les couts inherents au procede, les durees de traitements ont ete calculees. La vitesse du liquide s'est averee etre le parametre cle de cette optimisation
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Haunold, Christophe. "Extraction de pyrethrines : analyse du procédé discontinu et de l'influence des ultrasons : modélisation et mise en oeuvre d'un procédé continu." Toulouse, INPT, 1991. http://www.theses.fr/1991INPT023G.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire concerne l'amelioration d'un procede batch d'extraction solide-liquide par deux approches paralleles: l'application d'ondes ultrasonores au melange solide-liquide, et la mise en uvre d'un procede continu base sur l'utilisation d'une colonne d'extraction a contre-courant pulsee. Le couple solide-liquide selectionne pour cette etude est forme de fleurs de pyrethre sechees et d'hexane; le solute recupere est un agent insecticide naturel (pyrethrines). Dans une premiere partie, l'auteur presente une analyse bibliographique des applications des ultrasons a l'extraction solide-liquide, et apporte ses propres resultats experimentaux qui visent a demontrer l'interet de cette technique, mais aussi ses limitations. La deuxieme approche (processus continu) s'appuie sur une solide experience du laboratoire dans le domaine des colonnes pulsees. Le developpement d'un outil de simulation constitute une part importante de ce travail: a) simulation du comportement hydrodynamique d'une colonne fonctionnant en solide-liquide (bilan de population); b) simulation des transferts de matiere lors d'un contact discontinu (modele diffusionnel); c) simulation des transferts de matiere dans une colonne (couplage bilan de population/modele diffusionnel). L'outil de simulation a ete confronte aux resultats experimentaux. Par ailleurs, les resultats obtenus confirment l'interet de l'emploi d'une colonne pulsee pour une operation d'extraction solide-liquide
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Atlan, Isabelle. "Pervaporation et stripping dans des contacteurs à fibres creuses : Elimination des micropolluants des eaux." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0021.
Full textAbstract:
Les controles et les reglementations sur la qualite de l'eau potable sont de plus en plus severes. Les filieres classiques de traitement sont peu efficaces vis-a-vis des micropolluants organiques de faible masse moleculaire, et il est necessaire d'utiliser des traitements d'appoint comme l'adsorption sur charbon actif ou l'oxydation chimique. Face aux micropolluants volatils, quelques etudes ont deja ete publiees sur les potentialites de la pervaporation et du stripping dans des contacteurs a membrane. Ces procedes peuvent etre compares au stripping a l'air. Cette etude traite du transfert de matiere des solutes dans des contacteurs a fibres creuses denses ou poreuses. Il est montre que celui-ci est essentiellement limite par la resistance cote liquide. Les conditions dans lesquelles la resistance gaz peut etre negligee sont determinees. Il est verifie que la nature de la membrane ne modifie pas le transfert de matiere, et les avantages et inconvenients de l'emploi de fibres denses ou poreuses sont precises. De cet ensemble de resultats, sont deduits des criteres de dimensionnement d'une unite de pervaporation ou de stripping. Ces procedes presentent de grandes potentialites au niveau industriel mais des flux trop faibles et donc des couts trop importants ne permettent pas d'envisager aujourd'hui leur application au traitement des eaux potables. Au contraire, ils pourraient etre judicieusement integres dans des chaines de traitement d'effluents plus concentres