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Dissertations / Theses on the topic 'Lits fluidisé'
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Nacef, Saci. "Hydrodynamique des lits fluidisés gaz-liquide-solide." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1991. http://www.theses.fr/1991INPL056N.
Full textAbstract:
@L'objectif de ce travail est l'étude de l'hydrodynamique des réacteurs à lit fluidisé gaz-liquide-solide à co-courant ascendant de gaz et de liquide et à phase liquide continue, en s'intéressant particulièrement aux effets d'échelle, de distributeur et de la présence d'inhibiteurs de coalescence. Une banque de données sur les paramètres hydrodynamiques a été établie ; elle contient actuellement près de 7000 données dues aux travaux de 38 équipes, dont notre groupe. L'étude expérimentale porte sur le minimum de fluidisation, les régimes d'écoulement et les retentions des phases ; elle a été effectuée dans une colonne d'assez grande taille (diamètre 0,15 m, hauteur 5 m). Nous avons effectué des mesures avec quatre configurations d'un distributeur à plaque perforée et un distributeur à mélangeur statique. Les liquides utilisés sont l'eau et des solutions aqueuses diluées de différents alcools ou de sel. Les diamètres de particules sont compris entre 1 et 4 mm. Le type de distributeur et l'inhibiteur de coalescence ont des effets très importants sur les régimes d'écoulement et la vitesse minimale de fluidisation triphasique : en particulier, nous décrivons un régime d'écoulement nouveau, le pistonnage. Nous proposons une corrélation originale pour estimer la vitesse minimale de fluidisation pour l'eau. En ce qui concerne les rétentions de phases, les effets du distributeur et d l'inhibiteur de coalescence sont également très influents, surtout sur la rétention gazeuse et la porosité du lit. Nous proposons une technique de caractérisation du distributeur basée sur le concept de vitesse de glissement. Les corrélations empiriques et les modèles de prédiction fondés sur les modèles de trainées de bulles, d'une manière générale, sont peu satisfaisantes. Nous proposons quelques directions de recherches pour tenter de remédier à cet état
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Sabiri, Nour-Eddine. "Etude de l'écoulement des fluides newtoniens et non newtoniens à travers les milieux poreux : lits fixes et lits fluidisés." Nantes, 1995. http://www.theses.fr/1995NANT2052.
Full textAbstract:
Dans ce memoire nous proposons un modele permettant d'evaluer les chutes de pression lors de l'ecoulement de fluides non newtoniens purement visqueux a travers les milieux poreux. Il est base sur une representation capillaire du milieu prenant en compte sa structure au travers de deux parametres: la tortuosite et la surface specifique dynamique. Le comportement rheologique des fluides, sur l'ensemble de l'intervalle de variation du gradient de vitesse determine a l'aide du modele, est represente par une serie de lois puissance. Ce modele est valide experimentalement pour des lits fixes de spheres et de particules non spheriques de formes diverses dans un large domaine de nombre de reynolds allant du regime de darcy au regime inertiel. Ce modele a egalement ete teste sur des milieux poreux stratifies. Des lits fixes tasses de plaquettes ont ete etudies selon deux configurations opposees particule-ecoulement. Dans les deux configurations nous avons mesure experimentalement les chutes de pression et determine les parametres structuraux du milieu, puis nous avons analyse les differences concernant leur comportement hydrodynamique. Le modele propose donne des resultats satisfaisants dans les deux configurations. Nous avons ensuite effectue une etude concernant les milieux poreux reticules de tres forte porosite et etudie sa limite de validite dans ce cas. Dans une deuxieme partie nous proposons d'etendre ce modele aux lits fluidises en prenant en compte la variation de la tortuosite en fonction de la porosite durant l'expansion pour chaque type de lit. Le modele a ete teste avec des fluides newtoniens et non newtonien purement visqueux sur des lits de spheres et de plaquettes. Il permet une bonne evaluation de la vitesse minimale de fluidisation et une bonne representation de l'expansion dans un domaine de porosite qui a ete precise dans chacun des cas
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Aguillon, Martinez Javier. "Étude du comportement hydrodynamique des lits fluidisés circulants avec injection d'air secondaire." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD826.
Full textAbstract:
L'hydrodynamique du procédé de combustion de charbon dans un lit fluidisé circulant est étudiée. Cette étude vise, en particulier, l'effet de l'injection d'air secondaire sur le comportement de la suspension. Nous avons utilisé une installation pilote en similitude avec la centrale thermique de Carling (Lorraine, France). L'étude a mis en évidence l'existence de deux régimes hydrodynamiques séparés par une concentration critique de solide. La comparaison des diagrammes de régime, avec et sans air secondaire, a montré que cette concentration est unique dans les deux cas. La structure de l'écoulement diphasique a été étudiée au moyen d'une sonde de prélèvement non-isocinétique et d'une sonde à fibres optiques placées à trois niveaux de la colonne. La combinaison des techniques de prélèvement de solide et de mesure des vitesses de particules a permis de développer une méthode pour estimer la concentration locale de solide. L'étude des profils de flux massiques de solide a montré que la distribution des iso-flux dépend sensiblement de la vitesse superficielle du gaz. De plus, nous avons constaté que ces iso-flux sont indépendants de l'injection d'air secondaire. Par ailleurs, nous avons constaté que la configuration d'arrivée d'air secondaire dans la colonne, est très importante. Pour réduire l'influence de cette injection sur la structure de l'écoulement, il faut éviter la formation de jets au niveau de l'injection d'air secondaire. L'ensemble des informations obtenues dans cette étude, nous a permis de proposer des modèles de profils de flux massique et de concentration de solide sous forme de corrélations adaptées à une extrapolation industrielle.
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Motte, Jérôme. "Étude du comportement hydrodynamique de mélanges multi-solides dans un lit fluidisé circulant." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD947.
Full textAbstract:
Cette recherche s'était donnée comme objectif de caractériser l'hydrodynamique, en lit fluidisé circulant (LFC), de mélanges d'espèces particulaires se différentiant par la masse volumique et/ou la taille. L'installation expérimentale utilisée, d'échelle semi-industrielle se compose d'une colonne de transport de 8 m de haut, connectée à un système de recyclage des solides comprenant une vanne non-mécanique de réinjection (jambe en L). Une telle configuration permettait de contrôler indépendamment vitesse de gaz et débit de solide dans des gammes respectives de 3,3 à 6,6 m/s et de 0 à 200 kg/m2/s. Trois solides différents ont été utilisés : un sable (198 um ; 2650 kg/m3), un minerai de fer (83 m ; 5200 kg/m3) et un support de catalyseur de craquage catalytique (70 m ; 1200 kg/m3). L'étude s'est focalisée sur la zone dite établie de la colonne pour laquelle on a pu démontrer, qu'en plus d'une concentration uniforme de la suspension, la structure d'écoulement y était axialement invariante. Cette région apparut comme fragile puisque sensible a l'introduction d'une sonde de prélèvement servant à la détermination des flux locaux de solide. La réversibilité du phénomène a néanmoins montre que la structure d'écoulement perturbée tendait à se ré-établir. L'existence systématique de trois régimes hydrodynamiques a été confirmée pour tous les solides transportés : à taux de charge croissant, le premier est le Régime des Profils semblables (RPS), auquel succède ensuite le Régime de Transition (RT) puis le Régime Dense (RD). L'analyse des comportements en mélanges a mise en évidence une ségrégation radiale partielle des phases particulaires, se manifestant de façon inégale suivant les différences de masse volumique ou de taille, tout en étant étroitement liée aux caractéristiques propres de chacun des régimes. En retour, ces derniers ont été notablement affectes par le ratio de circulation des espèces. Cet effet s'est alors traduit par un abaissement significatif des conditions de transition de régime avec l'augmentation de la fraction de fines/légères particules.
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Saberi, Babak. "Développement des techniques de mesure dans les écoulements polyphasiques et les lits fluidisés." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD944.
Full textAbstract:
Le présent travail a été effectué dans l'objectif de mettre au point des techniques de mesure pour la détermination des grandeurs hydrodynamiques principales dans les systèmes de lit fluidisés et lits fluidisés circulants. Ces grandeurs sont la vitesse de particules, la vitesse et la taille des bulles, le flux massique de solide, et la concentration de particules. L'étude sur la mesure de la vitesse de particules a été orientée vers l'adaptation d'une technique de sonde à fibres optiques, à la mesure de la vitesse dans les lits fluidisés circulants. Le travail a montré que le facteur de temps de mesure joue un rôle primordial dans l'obtention des vitesses moyennes fiables, dans la zone de forte perturbation, proche de la paroi du lit. La faisabilité de la mesure séparée des composantes de vitesse descendantes et ascendantes dans cette zone a aussi été démontrée. Un système de mesure à fibres optiques a été conçu et mis au point pour la mesure de la vitesse et de la taille des bulles. La performance de la sonde a été vérifiée par des mesures visuelles dans un lit bidimensionnel. L'effet de la fluctuation des signaux dus à la présence de solide et des paramètres d'acquisition ont été étudiés. La sonde a aussi été utilisée dans un lit fluidisé tridimensionnel et une qualité de mesure satisfaisante a été acquise. Une technique de prélèvement, à vitesse d'aspiration contrôlée, a été développée pour la mesure du flux massique de solide dans les lits fluidisés circulants. En utilisant une sonde appropriée, cette méthode donne le flux net avec une précision satisfaisante. Un nouveau système de mesure de la concentration de solide, à fibres optiques, a été expérimenté. Deux types d'étalonnage : ex-situ et in-situ ont été mis au point. L'étalonnage ex-situ a permis d'obtenir une courbe d'étalonnage couvrant une large plage de concentration. L'application de la technique in-situ élimine les effets perturbateurs et fournit une courbe d'étalonnage plus précise dans la plage des concentrations rencontrées dans le LFC. Certaines des techniques développées dans le présent travail ont été utilisées pour la mesure des propriétés des écoulements gaz-solide dans des installations industrielles.
6
Saberi, Shadi. "Modélisation des systèmes à écoulement gaz-solide : application aux cas des réacteurs à lit fluidisé circulant." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD945.
Full textAbstract:
Ce travail a été consacré au développement d'un modèle théorique dans le but de décrire le comportement des écoulements gaz-solide concentrés dans les lits fluidisés circulants (LFC), en mettant l'accent sur le comportement des clusters ou des ensembles de particules. Cette modélisation a été effectuée en utilisant l'approche eulérienne pour les deux phases gazeuse et solide. Un modèle de fermeture pour la phase solide a été proposé en définissant une énergie cinétique liée aux fluctuations macroscopiques. L'équation de transport de cette énergie, comprend une viscosité apparente pour la phase solide, différente de la viscosité produite due aux collisions. En vue de déterminer cette viscosité, un modèle empirique, basé sur le concept de longueur de mélange de la phase solide a été utilisée. La longueur de mélange a été estimée par la mesure des cofluctuations de vitesses axiales et des profils de vitesses moyennes axiales dans la zone établie d'une maquette LFC. Le modèle a été évalué en effectuant quelques exemples d'applications numériques sur des géométries bidimensionnelles, correspondants à différentes zones et échelles d'écoulement dans les systèmes LFC. Il a permis de décrire quelques aspects caractéristiques du comportement de la phase solide. Un degré significatif de ségrégation entre les phases a été observé, avec des concentrations plus importantes au niveau des parois. Le modèle doit être complété par des fermetures pour les corrélations entre les vitesses de gaz et de solide, l'anisotropie des fluctuations de vitesse, et les variations de la longueur de mélange de la phase solide.
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Helland, Eivind. "Etude des écoulements fluide-solide dans les lits fluidisés : simulation numérique et analyse des hétérogénéités." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX11053.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des écoulements fluide-particules dans un réacteur à lit fluidisé. Pour cela, nous avons choisi de développer un code de calcul basé sur l'approche Eulérienne-Lagrangienne dans une configuration bidimensionnelle. Cette méthodologie simplifiée permet d'accéder aux grandeurs dynamiques des phases et suivre les trajectoires de chaque particule. Nous avons étudié deux cas distincts. Un premier, relatif à un écoulement diphasique fluide-solide pour une concentration de solide faible (<10%), porte sur l'analyse des hétérogénéités et des structures de clusters. Le second cas correspond à un état de lit fluidisé dense pour mieux comprendre la naissance des bulles et le comportement des hétérogénéités dans les lits fluidisés<br>The goal of this work is to contribute to a better understanding of gas-particle flows. We have developed a code based on the Eulerian-Lagrangian approach in a two-dimensional configuration. This method allows us to follow the trajectory of each particle in the riser in order to study the discrete behavior of the solid phase. We have investigated the gas-solid flow both in diluted and dense fluidized beds. In the first case, we studied the clustering behavior of the particles caused by hydrodynamics and modified by collision characteristics. In the second, we investigated a dense bed in order to get a better understanding of the bubble formation, which is linked to porosity perturbations within the bed
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Quan, Haiqin. "Etude théorique et expérimentale des micro-lits fluidisés : hydrodynamique et modélisation numérique." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2017. http://www.theses.fr/2017ECLI0027/document.
Full textAbstract:
Le travail de thèse porte sur l’étude et la mise au point de nouvelles technologies et de procédés miniaturisés en lit fluidisé. Ce procédé représente une véritable rupture technologique devant les procédés à lits fluidisé traditionnels et offre de nombreux avantages : surface d’échange élevée, bon mélange gaz-solide dans le réacteur, utilisation de faible quantité de produit, coût faible... La présente étude regroupe trois études : conception des micro-lits fluidisés, diagnostic et analyse de l’hydrodynamique des couches fluidisées et modélisation numérique.Dans ce travail quatre MFBs (Micro Fluidized Bed) de 20-4 mm ont été étudiés et comparés à deux réacteurs relativement grands de 100-50 mm. Le rapport du diamètre du réacteur à la hauteur statique des particules (Hs/Dt) a été fixé entre 1-4. La vibration mécanique a été appliquée dans le réacteur de 4 mm. Une nouvelle méthode de diagnostic des régimes de fluidisation a été développée. Elle est basée sur les analyses des fluctuations de pression et le traitement du signal. La modélisation numérique suivant la méthode Eulérien-Eulérien (2D) a été développée. Les résultats obtenus permettent d’identifier six régimes d'écoulement: lit fixe, bouillonnant, bouillonnant/pistonnage, pistonnage, pistonnage/turbulent et bouillonnant/turbulent. On note une fluidisation partielle autour de Hs/Dt=1-2, tandis que le régime de pistonnage s’installe rapidement après le minimum de fluidisation à Hs/Dt=3-4. Dans le réacteur de 4 mm, la fluidisation des particules du groupe B de Geldart montre une meilleure qualité. Les résultats numériques (modélisation) montrent une très bonne concordance avec les données expérimentales<br>Micro-fluidized bed (MFB) exhibits great advantages such as a large specific contact surface, a fast dissipation of heat (ideal for exothermic reactions) and better mass and heat transfers, but suffers from difficulties in precise control and shows strong frictional wall effect. Present study was conducted experimentally and numerically to understand fundamental hydrodynamics in MFBs. Experimental work was carried out in four MFBs of 20-4 mm compared to two relatively large beds of 100-50 mm using three types of particles (B347: 347 μm, 2475 kg/m3; B105: 105 μm, 8102 kg/m3; A63: 63.8μm, 2437 kg/m3). The ratio of static bed height (Hs) to bed diameter (Dt) was set between 1-4. Mechanical vibration was applied to the 4 mm bed. A new method for flow regimes diagnosis was developed based on pressure fluctuation analyses, which mainly include calculating the standard deviation, autocorrelation function, probability density function, power spectral density function and time-frequency analysis. Numerical simulations were performed under Eulerian-Eulerian framework in 2D. Six flow regimes were identified: fixed bed, bubbling, bubbling/slugging, slugging, slugging/turbulent and bubbling/turbulent. Partial fluidization is encountered at Hs/Dt=1-2 while slugging prevails quickly after minimum fluidization at Hs/Dt=3-4. In the 4 mm bed, fluidization of B347 particles show better fluidization quality, while an increase in Umf is observed for B105 and A63 particles. Mechanical vibration reduces partial fluidization, thus resulting in larger ΔP and smaller Umf. A larger Umb and a delayed Uc were obtained as well. Results by simulations agree reasonably well with experimental data
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Özel, Ali. "Simulation aux grandes échelles des lits fluidisés circulants gaz-particule." Thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://www.theses.fr/2011INPT0090/document.
Full textAbstract:
Les simulations numériques des équations d’Euler deux-fluides réalisé sur des maillages grossiers éliminent les structures fins d’écoulement gaz-solide dans les lits fluidisés. Pour précisément estimer l’hydrodynamique globale de lit, il faut proposer une modélisation qui prend en compte les effets de structure non-résolue. Dans ce but, les maillages sont raffinés pour obtenir le résultat de simulation pleinement résolue ce que les grandeurs statistiques ne modifient plus avec un autre raffinement pour le lit fluidisé périodique dilué gaz-particules sur une géométrie 3D cartésienne et ce résultat est utilisé pour tests "a priori". Les résultats de tests "a priori" montrent que l’équation filtrée de la quantité de mouvement est effectuée mais il faut prendre en compte le flux de la fraction volumique de solide de sous-maille en raison de l’interaction locale de la vitesse du gaz et la fraction volumique de solide pour la force traniée. Nous proposons les modèles fonctionnels et structurels pour le flux de la fraction volumique de solide de sous-maille. En plus, les modèles fermetures du tenseur de sous-maille de la phase dispersée sont similaires aux modèles classiquement utilisés en écoulement turbulent monophasique. Tous les modèles sont validés par test "a priori" et "a posteriori"<br>Eulerian two fluid approach is generally used to simulate gas-solid flows in industrial circulating fluidized beds. Because of limitation of computational resources, simulations of large vessels are usually performed by using too coarse grid. Coarse grid simulations can not resolve fine flow scales which can play an important role in the dynamic behaviour of the beds. In particular, cancelling out the particle segregation effect of small scales leads to an inadequate modelling of the mean interfacial momentum transfer between phases and particulate shear stresses by secondary effect. Then, an appropriate modelling ac counting for influences of unresolved structures has to be proposed for coarse-grid simu-lations. For this purpose, computational grids are refined to get mesh-independent result where statistical quantities do not change with further mesh refinement for a 3-D peri-odic circulating fluidized bed. The 3-D periodic circulating fluidized is a simple academic configuration where gas-solid flow conducted with A-type particles is periodically driven along the opposite direction of the gravity. The particulate momentum and agitation equations are filtered by the volume averaging and the importance of additional terms due to the averaging procedure are investigated by budget analyses using the mesh independent result. Results show that the filtered momentum equation of phases can be computed on coarse grid simulations but sub-grid drift velocity due to the sub-grid correlation between the local fluid veloc- ity and the local particle volume fraction and particulate sub-grid shear stresses must be taken into account. In this study, we propose functional and structural models for sub- grid drift velocity, written in terms of the difference between the gas velocity-solid volume fraction correlation and the multiplication of the filtered gas velocity with the filtered solid volume fraction. Particulate sub-grid shear stresses are closed by models proposed for single turbulent flows. Models’ predictabilities are investigated by a priori tests and they are validated by coarse-grid simulations of 3-D periodic circulating, dense fluidized beds and experimental data of industrial scale circulating fluidized bed in manner of a posteriori tests
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Sellami, Jawhar. "Conception, mise en œuvre, développement et modélisation de réacteurs de précipitation utilisant des lits fluidisés." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL088N/document.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est de concevoir, développer, mettre en œuvre et optimiser une technologie continue permettant une bonne maîtrise des réactions de précipitation, processus chimique rapide donnant naissance à une phase solide. Ce précipiteur est un réacteur multifonctionnel à lit fluidisé qui n’a pas connu le même essor que les cristallisoirs à lit fluidisé. Deux approches expérimentales ont été adoptées : (1) l’étude des phénomènes de mélange des réactifs et (2) l’étude de l’influence des conditions opératoires sur la précipitation d’un produit modèle. Le produit modèle choisi pour cette étude est la calcite, le polymorphe le plus stable du carbonate de calcium qui possède trois polymorphes : la vaterite, l’aragonite et la calcite. Cette dernière est obtenue via la réaction de précipitation entre les solutions de chlorure de calcium et de carbonate de sodium à une température de 20° C et en présence d’un agent complexant (citrate de sodium) pour orienter la forme cristalline recherchée. Une étude cinétique a été menée pour la détermination des cinétiques de nucléation et de croissance cristalline de la calcite en milieu citrate. Le réacteur à lit fluidisé, de volume de 10 L, constitué de deux zones : cylindrique de fluidisation et de classification des particules et cylindro-conique de décantation, a été conçu au Laboratoire des Sciences du Génie Chimique. L’étude du mélange global, réalisée à l’aide de la réaction de décoloration acide-base et l’étude hydrodynamique, réalisée à l’aide de suspensions de microbilles, ont permis de développer et d’optimiser ce réacteur multifonctionnel. La faisabilité de la précipitation de la calcite en lit fluidisé a été ensuite vérifiée. Les expériences effectuées en présence d’une charge solide conséquente ont permis de diminuer la sursaturation et de favoriser la croissance cristalline. Le précipité obtenu présente une distribution de taille relativement étroite et la forme des particules obtenues est sensiblement sphérique. Enfin, des essais de modélisation du réacteur à lit fluidisé ont été entrepris pour réaliser des simulations à l’aide du code de calcul commercial FLUENT<br>The objective of this work is to conceive, develop, implement and to optimize a continuous technology allowing a good control of the precipitation reactions, fast chemical process, giving birth to a solid phase. This precipitor is a multipurpose engine with fluidized bed which did not make the same great strides like fluidized bed crystallizers. Two experimental approaches were adopted : (1) the study of the mixing phenomena of the reagents and (2) the study of the influence of the operating conditions on the precipitation of a model product. The model product selected for this study is the calcite, the polymorphic most stable phase of calcium carbonate which has three polymorphs: vaterite, aragonite and calcite. The latter is obtained by the precipitation reaction between the calcium chloride and sodium carbonate solutions at a temperature of 20° C and a complexing agent (sodium citrate) to have the required crystalline form. A kinetic study was undertaken for the determination of the nucleation and crystalline growth kinetics of calcite in citrate medium. The fluidized bed reactor, having a volume of 10 L, consisted of two zones: cylindrical for fluidization and classification of the particles and cylindro-conical for decantation, was conceived at the Chemical Engineering Science Laboratory (LSGC). The study of mixing phenomena, performed using the decoloration acid-base reaction and the hydrodynamic study, carried out using suspensions of glass microballs, made it possible to develop and optimize this multipurpose reactor. The feasibility of the precipitation of calcite in a fluidized bed was then checked. The experiments carried out in the presence of an important solid content made it possible to decrease supersaturation and to support the crystalline growth. The precipitate obtained presents a relatively narrow size distribution and the particle shape is appreciably spherical. Lastly, the modelling tests of the fluidized bed reactor were undertaken to carry out simulations using the FLUENT commercial computer code
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Gros, Fabrice. "Récupération intensifiée de cuivre en solution : cémentation électrochimique sur lits fixe et fluidisé, mono ou bicomposant, sous champ électromagnétique." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0098.
Full textAbstract:
Dans le cadre d'une double problématique (dépollution/production de métal), la cémentation électrochimique s'avère être une techniqüe de choix dans la récupération d'ions métallique en solution. Cette étude est consacrée à la cémentation des ions cuivre (II) en solution sur lits fixe et fluidisé de métal sacrificiel constitué d'acier et fou de zinc, avec imposition d'un champ électromagnétique transverse à l'écoulement. L'interaction électromagnétismelfluidisation a mis en évidence l'apparition d'un état expansé stabilisé magnétiquement appelé Magnetically Stabilised Fluidised Bed (MSFB). L'obtention de cet état dépend de la proportion de matériau ferromagnétique, du débit de solution et de l'intensité du champ électromagnétique. Le couplage cémentation/hydrodynamique a été réalisé grâce à l'étude des différents paramètres opératoires. Elle a confirmé la limitation par le transport de matière de la cémentation, l'importance de la morphologie du cément, mais aussi la sensibilité du système aux conditions opératoires. L'imposition d'un champ électromagnétique sur la cémentation électrochimique a peu d'effets directs (MHD). Cependant, par la modification hydrodynamique entraînée et l'apparition de l'état expansé stabilisé, les performances de récupération du cuivre sont nettement améliorées. L'intensification du procédé est donc effective. Ces résultats sont illustrés par l'évaluation des coefficients de transfert de matière apparents, estimation réalisée par comparaison des cinétiques expérimentales et d'un modèle couplant réaction et hydrodynamique de l'unité pilote (déterminé par une étude de la distribution des temps de séjour, DTS)<br>Ln the dual framework of cleaning up and hydrometallurgy, electrochemical cementation appears to be a first class technique in metallic ion recovery. This thesis is devoted to the electrochemical cementation of copper ion on packed or fluidised bed made of iron or/zinc, with the application of an electromagnetic field transversely to the flow. The electromagnetismlfluidisation interaction highlighted the appearance of an expanded magnetically stabilised behaviour known as Magnetically Stabilised Fluidised bed, depending on the ferromagnetic material part, the flowrate and the electromagnetic field intensity. The cementation/hydrodynamic combination was carried out from the study of the influence of operating parameters. It confirms the cementation mass transport limitation, the importance of cement morphology, but also the sensitivity of the system, which depends on operating parameters. An electromagnetic field imposition has few direct effects on cementation. However, via the implied hydrodynamic modification and the apparition of the expanded and magnetically stabilised state, the copper recovery performances are clearly increased. Thus the process intensification is effective. Those results are iIIustrated by the evaluation of the apparent mass transfer coefficients, achieved by comparing experimental kinetics and a model which couples both the reaction and the pilot plant hydrodynamic (determined via a residence time distribution study)
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Barbosa, Ana Lucia dos Santos. "Contribution à l'étude du transfert thermique dans des lits fluidisés : détermination du coefficient de transfert de chaleur entre un lit fluidisé et de petits objets immergés." Toulouse, INPT, 1994. http://www.theses.fr/1994INPT008G.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude du transfert de chaleur à haute température entre un lit fluidisé et des objets immergés. Des valeurs du coefficient de transfert de chaleur global ont été déterminées à partir de l'évolution, au cours du temps, de la température des sondes sphériques et cylindriques de différents matériaux immergées dans des lits fluidisés. Les particules (sable, carbure de silicium et corindon), fluidisées par de l'air, appartiennent au groupe B de la classification de Geldart. La température a varié de l'ambiante jusqu'à 1273 K et la vitesse de fluidisation d'une valeur correspondant à la vitesse mnimale de fluidisation jusqu'à 5 Umf. Pour vérifier l'influence du bullage sur le coefficient de transfert de chaleur, différents distributeurs ont été utilisés et des mesures de fluctuation de pression ont été réalisées à un niveau donné du lit. Les différences entre les résultats expérimentaux obtenus avec différentes sondes sont interprétées par la prise en compte d'une résistance de contact dans le comportement thermique des sondes. Des corrélations générales ont été proposées pour la prédiction de la vitesse minimale de fluidisation et du coefficient de transfert de chaleur maximale
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Zaabout, Abdelghafour. "Contribution expérimentale à l'étude du comportement hydrodynamique de l'écoulement gaz-particules dans les lits fluidisés : régimes et mécanismes de transitions." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22094/document.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est de caractériser le comportement de la phase solide marquant le régime turbulent dans la zone dilué d’une colonne à lit fluidisé circulant et définir sa limite supérieure qui marque la transition au régime de fluidisation rapide. Une série d’expériences ont été réalisé dans ce sens surtout pour déterminer les vitesses des particules et leurs écarts types en utilisant la technique laser doppler vélocimétrie. L’étude est divisée en deux parties principales, la première a consisté à déterminer le comportement moyen de la phase solide et la structure macroscopique du lit ainsi que son comportement fluctuant à partir de l’analyse du mouvement axial et transversal des particules avec et sans séparation des particules suivant leurs sens de mouvement (ascendante/ descendante, dirigée vers le centre de la colonne / la paroi). La deuxième partie a consisté d’étudier la transition entre le régime turbulent et le régime de fluidisation rapide à partir de l’analyse de l’évolution des grandeurs moyennes et fluctuantes du lit localement au centre et en paroi (surtout les vitesses des particules, leurs écarts-types, et le taux de particules en circulation). Sur la base de ces observations nous avons défini un nouveau régime intermédiaire entre le régime turbulent et le régime de fluidisation rapide que nous avons appelé régime "Pré-fluidisation rapide" qui partage beaucoup de caractéristiques avec le régime de fluidisation rapide mais sans variation sensible sur le taux de solide récupéré en sortie<br>The aim of this thesis is to characterize the solid phase behavior marking the turbulent fluidization regime in the dilute zone of a circulating fluidized bed riser and set its upper limit, which marks the transition to the fast fluidization regime. A series of experiments were conducted in this direction, especially to determine the particle velocities and their standard deviations using laser Doppler velocimetry technique. The study is divided into two main parts, the first was to determine the average solid phase behavior and the macroscopic structure of the bed in this region and its fluctuating behavior from the analysis of axial and transversal particle motions with and without separation of particles according to their movement direction (up / down, directed toward the center of the column / wall). The second part consists of studying the transition between the turbulent and fast fluidization regime from the analysis of the evolution of mean and fluctuating flow quantities locally in the center riser and in the wall (especially the particle velocity, their standard deviations, and the particle flow rate). Based on the results observations, we have identified a new intermediate regime between the turbulent and the fast fluidization regime that we called "Pre-fast fluidization" regime which shares many characteristics with the fast fluidization regime, but without any significant change in the solid flow rate collected on the column exit
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Salomez, Pierre-Marie. "Caractérisation des fluctuations de pression dans un lit fluidisé en vue d'une méthode de détection précoce des dysfonctionnements." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD905.
Full text
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Macé, Olivier. "Etude des champs de températures dans des écoulements hétérogènes : applications aux flammes de charbon pulverisé et aux lits fluidisés circulants." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES032.
Full textAbstract:
Développement d'une méthode de mesure, basée sur l'émission-absorption du rayonnement thermique dans le proche infrarouge entre 1 et 5 microns, permettant de déterminer des valeurs ponctuelles sur toute l'épaisseur visée pour pouvoir établir les champs radiaux aussi bien qu'axiaux des températures et tester les modèles à deux dimensions
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Parmentier, Jean-Francois. "Extension du formalisme Euler/Euler pour la simulation des lits fluidisés de particules du groupe A dans la classification de Geldart." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0121/document.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif d'améliorer la prédictivité des modèles à deux fluides pour la description des lits fluidisés gaz-solide pour les particules du groupe A dans la classification de Geldart. La première partie traite de l'incorporation de nouveaux phénomènes physiques dans le formalisme statistique utilisé : collisions induites par le cisaillement, phénomènes de lubrification lors des chocs et forces inter-particulaires. La deuxième partie traite de la résolution numérique du modèle. Il est montré que la simulation des lits de particules de type A présente une très forte sensibilité au maillage, conduisant à une surestimation de la hauteur du lit. L'introduction du formalisme filtré permet d'identifier la traînée filtrée comme étant l'origine principale du problème. Deux modèles de sous-maille sont proposés pour la prédiction de celle-ci et sont testés à la fois sur une configuration académique et sur une expérience de laboratoire<br>This work aims to increase the predictivity of the two-fluid model in gas-solid fluidized beds of Geldart A particles. The first part deals with the integration of physical phenomena into the two-fluid model: shear-induced collisions, lubrication between particles and inter-particular forces. The second part deals with the practical resolution of the two-fluid model using numerical codes. It is shown that bed expansion for Geldart A particles have a strong dependance on the mesh size used to compute the flow, leading to a major overestimation. The filtered approach is used and points up the filtered drag as the key of the problem. Two subgrid drag models are proposed and tested on both academic and laboratory configurations
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Girault, Ivan. "Développements formels et numériques vers la simulation numérique directe avec particules résolues de la combustion d'hydrogène en lit fluidisé." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP083.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet ANR MIMOSAH qui vise à caractériser la combustion d'hydrogène en lit fluidisé, en présence de particules partiellement inertes, avec prise en compte de réactions de surface. L'objectif est de modéliser la combustion en milieu particulaire de la micro à la macro-échelle, avec une double approche numérique et expérimentale. Cette thèse concerne l’approche numérique à l’échelle microscopique, et plus particulièrement le développement d'une stratégie numérique pour la simulation numérique directe de la combustion d’hydrogène en présence de particules complètement résolues. Le point de départ de ce travail est le code RESPECT, basé sur la résolution d'une formulation monofluide sur maillage Cartésien, doublée d'une méthode de pénalisation visqueuse pour traiter l'interaction fluide solide. Initialement, le code avait été validé uniquement dans un contexte incompressible et anisotherme, sans inclure de modèles pour les phénomènes de combustion gazeuse et de chimie de surface. Ce travail présente donc une série de développements formels puis numériques, en vue d'intégrer la description de ces phénomènes dans le code RESPECT<br>This thesis work was carried out as part of the ANR MIMOSAH project, which aims to characterize the combustion of hydrogen in a fluidized bed, in the presence of partially inert particles, taking into account surface reactions. The objective is to model combustion in a particulate environment from micro to macro scale, using a dual numerical and experimental approach. This thesis focuses on the numerical approach at the microscopic scale, particularly the development of a numerical strategy for the direct numerical simulation of hydrogen combustion in the presence of fully resolved particles. The starting point of this work is the RESPECT code, based on the resolution of a single-fluid formulation on Cartesian grids, coupled with a viscous penalization method to handle fluid-solid interaction. Initially, the code had only been validated in an incompressible and anisothermal context, without including models for gaseous combustion phenomena and surface chemistry. This work presents a series of formal and numerical developments aimed at integrating the description of these phenomena into the RESPECT code
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Randrianarivelo, Tseheno Nirina. "Etude numérique des interactions hydrodynamiques fluides/solides : application aux lits fluidisés." Bordeaux 1, 2005. http://www.theses.fr/2005BOR13087.
Full textAbstract:
Nous avons développé au cours de ce travail un modèle de simulation numérique directe afin de calculer les interactions hydrodynamiques entre le fluide et les particules. Ce modèle fait appel à une formulation originale du tenseur des contraintes des équations de Navier-Stokes. Nous l'avons décomposé en quatre expressions distinguant les contributions de compression, d'élongation, de cisaillement et de rotation. Quatre viscosités, associées à chaque contrainte, sont également introduites. Grâce à cette décomposition, nous sommes en mesure de simuler, à partir des seules équations de Navier-Stokes, le comportement d'un fluide visqueux incompressible ou celui d'un solide indéformable. Parallèlement à cela, nous avons développé une méthode de pénalisation pour imposer la contrainte d'incompressibilité du fluide et celle de non déformation du solide. Cette technique est fondée sur la méthode de lagrangien augmenté que nous avons généralisée à l'imposition de la contrainte de non déformation du solide. Les tests de validation ont montré l'efficacité de la méthode pour la simulation de particules en sédimentation à différents nombres de Reynolds. Le modèle numérique a ensuite été appliqué pour la simulation de l'écoulement à travers un ensemble de sphères fixes disposées dans un arrangement cubique face centré. Cette configuration idéale de lits fluidisés a permis d'identifier les modifications du coefficient de traînée Cd d'une particule de cet ensemble comparée à celui d'une particule isolée dans les mêmes conditions d'écoulement. La deuxième application fut l'étude d'un réseau de particules mobiles réparties de façon aléatoire initialement.
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Boëlle, Arnaud. "Validation d'un modèle à deux fluides appliqué à la simulation des lits fluidisés denses." Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066028.
Full textAbstract:
Un modele a deux fluides applique a la simulation des lits fluidises denses (des milieux diphasiques gaz-particules qui font intervenir une large gamme de fraction volumique de solide (0-70 %)) est valide d'une part microscopiquement en etudiant le mouvement de particules dans ces milieux, d'autre part macroscopiquement en comparant les resultats du modele avec des resultats experimentaux. Le couplage entre les phases intervient sur les equations de transport de la quantite de mouvement et des energies fluctuantes de chaque phase. La modelisation s'appuie non seulement sur la theorie cinetique des milieux granulaires dans laquelle l'action du fluide a ete incluse de facon a obtenir les expressions correctes des coefficients de transport ; mais egalement sur une modelisation des interactions hydrodynamiques entre particules a grand nombre de stokes. La validation microscopique de la modelisation a ete effectuee a l'aide de simulations numeriques lagrangiennes considerees comme des experiences numeriques. Le premier cas de validation utilise un ecoulement gaz-particules en cisaillement simple, il permet de valider la competition entre les mecanismes dissipatifs issus et des chocs entre particules et de la trainee. Le second cas de validation fait intervenir un milieu dense de particules en sedimentation dans un ecoulement a grand nombre de stokes, et permet de valider la modelisation des interactions hydrodynamiques. Ce dernier cas nous a conduit a developper une methode originale de simulation lagrangienne avec couplage reciproque entre le fluide et les particules. La validation macroscopique utilise les resultats de la simulation eulerienne des lits fluidises denses. La hauteur du lit fluidise dense, la circulation des particules, et les caracteristiques des bulles qui apparaissent spontanement ont ete etudiees et comparees a des mesures experimentales en regardant l'influence des parametres physiques et numeriques.
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Taxil, Isabelle. "Étude hydrodynamique des lits fluidisés turbulents." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMP9755.
Full textAbstract:
La régime turbulent des lits fluidisés turbulents a été largement étudié dans la littérature. Cependant, sa définition et ses caractéristiques restent controversés. La plupart des études réalisées sur les vitesses de transition au régime turbulent reposent sur l'analyse des fluctuations de pression en paroi de colonne. Dans ce travail, nous caractérisons tout d'abord le régime turbulent par la méthode classique des signaux de fluctuations de pression, à l'aide de l'analyse des écart-types complétée d'une analyse fréquentielle et d'une analyse stochastique. Ensuite, nous évaluons les propriétés de l'écoulement bullaire. Les résultats expérimentaux ont été obtenus dans une colonne de fluidisation de 0. 2 m de diamètre interne surmontée d'un évasement de O. 4 m de diamètre interne constituant la zone de désengagement permettant de limiter l'entraînement â de fortes vitesses de fluidisation. Le solide utilisé est du catalyseur de FCC. Il est fluidisé par de l' air aux conditions ambiantes. Des capteurs à réponse rapide enregistrent la perte de charge en paroi et les propriété de l'écoulement des bulles (vitesse et taille de bulles, fréquence de bullage) ont été obtenus à partir des signaux lumineux recueillis à différentes positions dans le lit par des fibres optiques. On a montré que le régime turbulent est défini par deux vitesses: Uc (début du régime turbulent) et Utr (début du régime de transport), vitesses qui peuvent être déterminées à partir des écart-types, des fréquences dominantes et des largeurs de bande des signaux de fluctuations de pression. L'analyse stochastique confirme l'enrichissement en fréquences qui accompagne le régime turbulent. Les tailles et vitesses de bulles peuvent être corrélées avec la vitesse de fluidisation. On a montré, qu'en régime turbulent, le principal. Changement dans l'écoulement des bulles était la stagnation de la fréquence de bullage à sa valeur maximale, On a également montré que les propriétés de l'écoulement bullaire en régime turbulent impliquaient une aération importante de la phase émulsion<br>Gas-solid turbulent fluidization has already been widely studied in the literature. However, its definition and specificities remain controversial and confused. Most of the studies focussed on the turbulent transition velocities are based onwall pressure drop flustuations studies. Ln this work, we first characterize the turbulent regime with the classical study of pressure drop signaIs with standard deviation analysis, completed with a more specific frequency analysis and also by a stochastic analysis. Then, we evaluate bubble flow properties. Experimental results have been obtained in a 0. 2 m I. D. Fludized bed expanding to O. 4 m I. D. In the freeboard in orqer to limitate entrainement at high fluidization velocities. The solid used was FCC catalyst. It was fluidized by air at ambiant conditions. The superficial fluidization velocity ranged 0. 2. To 2 m/s. Fast response transducers recorded pressure drop at the wall and bubble flow properties (bubble size, bubble velocity and bubble frequency) could be deduced from a light reflected signal at various bed locations with optical fibers. It has been shown that the turbulent regime is delimited by two velocities : Uc (onset of turbulent regime) and Utr (onset of transport regime), which can be determined based on standard deviations, dominant frequencies and width of waveband of pressure signaIs. The stochastic analysis confirms that the signal enriches in frequencies in the turbulent regime. Bubble size and bubble velocity could be correlated to the main superfical gaz velocity. The_main change in bubble flow in the turbulent regime was shown to be the stagnation of the bubble frequency at its maximum value. It was alsos shown that the bubble flow properties in the turbulent regim. E imply a strong aeration of the emulsion phase
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Thioye, Massamba. "Contribution à l'étude des lits fluidisés bouillonnants." Rouen, 1988. http://www.theses.fr/1988ROUES036.
Full textAbstract:
Dans une première partie expérimentale la taille et la vitesse des bulles sont déterminées à l'aide de sonde optique. Dans une deuxième partie théorique une simulation Monte Carlo permet de développer un modèle de cinétique des coalescences réaliste. Ce modèle est mi-déterministe et mi-stochastique et ne comporte aucun paramètre ajustable. Il permet la résolution indirecte de l'équation des bilans de population. Les résultats expérimentaux et théoriques obtenus sont en bon accord avec ceux de la littérature
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Tannous, Katia. "Contribution à l'étude hydrodynamique des lits fluidisés de grosses particules." Toulouse, INPT, 1993. http://www.theses.fr/1993INPT065G.
Full textAbstract:
Ce travail se rapporte d'une part a l'etude hydrodynamique des lits fluidises de grosses particules homogenes et d'autre part a celle des couches fluidisees de particules polydispersees. Pour le cas de particules homogenes, nous avons etudie l'influence de la nature du solide et les parametres geometriques du lit (diametre de la colonne et la hauteur du lit). Les resultats experimentaux ont permis de proposer des correlations pour estimer la vitesse et le degre de vide au minimum de fluidisation ainsi que l'expansion des couches. A partir de l'analyse des fluctuations de la chute de pression le long des lits, nous avons propose des correlations pour determiner les frontieres entre les differents regimes de fluidisation (pistonnage, turbulent et transport). Quant a la fluidisation des particules polydispersees, les essais ont ete realises avec des lots des particules ayant une distribution granulometrique de type rosin-rammler-sperling. Les parametres retenus ont ete l'etalement de la distribution granulometrique et le diametre moyen des lots. Nous avons propose des correlations permettant d'estimer les grandeurs hydrodynamiques telles que les vitesses initiale et complete de fluidisation, celle de segregation ainsi que l'expansion des couches
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Leturia, Mikel. "Étude hydrodynamique et modélisation des réacteurs de carbochloration." Thesis, Compiègne, 2013. http://www.theses.fr/2013COMP2097.
Full textAbstract:
Cette thèse aborde l’étude expérimentale des écoulements gaz-solide et la modélisation des réacteurs à lit fluidisé. L’application analysée concerne la carbochloration de la zircone (ZrO2), opération préliminaire indispensable à l’obtention de zirconium métallique. L’objectif principal est de mieux comprendre et de modéliser le comportement des réacteurs existants pour améliorer et optimiser leur rendement. La démarche entreprise consiste dans un premier temps à étudier et comprendre l’hydrodynamique des lits fluidisés de carbochloration. Les résultats obtenus montrent que le noir de carbone joue un rôle d’agent d’écoulement en améliorant la coulabilité de la zircone et donc le comportement du mélange ZrO2/C. De plus, une bonne dispersion du noir de carbone sur les particules de zircone est essentielle pour optimiser son rôle d’agent d’écoulement et obtenir un mélange ZrO2/C plus résistant à la ségrégation. A partir des données expérimentales, différentes méthodes et corrélations sont proposées pour prédire la taille et la densité des agglomérats, la vitesse minimale de fluidisation, l’expansion du lit fluidisé et le débit d’élutriation des particules. Les résultats obtenus lors de l’étude hydrodynamique sont ensuite utilisés pour modéliser le comportement des réacteurs industriels, par un couplage de l’hydrodynamique et de la cinétique chimique. Ce modèle permet la résolution des équations de bilan de matière, de bilan de population et de bilan thermique en régime transitoire. Il est ainsi possible de prédire les performances des réacteurs (conversion de chlore, granulométrie dans le lit fluidisé, débit d’élutriation, etc.) en fonction des conditions opératoires<br>This thesis deals with the experimental study of gas-solid flows and the modeling of fluidized bed reactors. The industrial application investigated in this work corresponds to the carbochlorination of zirconium dioxide (ZrO2), which is an essential step for the production of zirconium metal. The main objective is to develop a model of the industrial reactors and provide a better understanding of their behavior. The approach consists first in studying the hydrodynamics of fluidized bed carbochlorination reactors. The results show that the carbon black acts as a flow conditioner (glidant) and improves the flow properties of the ZrO2/C mixture. The presence of tiny spherical carbon nanoparticles on the surface of relatively large oxide particles reduces the interparticle forces and friction between adjacent particles. A good dispersion of the carbon nanoparticles is needed to enhance their ability to act as a glidant and also increase the resistance to segregation of the resulting mixture. From the experimental data, different methods and correlations are developed to predict the agglomerate size and density, the minimum fluidization velocity, the bed expansion and the elutriation flow rate. Then, a carbochlorination reactor model is developed by coupling hydrodynamics and kinetics. This model allows the resolution of unsteady-state mass and energy balance equations as well as population balance equations. It is thus possible to predict the chlorine conversion, the composition of the product gas, the elutriation flow rate and the particle size distribution in the bed depending on the operating conditions
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Gervais, Aroquiaradj. "Étude de l'hydrodynamique et du transfert de matière gaz/liquide dans les lits fluidises tri phasiques : application aux lits fluidises tetraphasiques." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL084N.
Full textAbstract:
Si le design des colonnes a bulles est assez bien connu en général, celui des lits fluidises triphasiques requiert encore des études plus poussées. L'objectif de cette thèse est de mener une étude couplée de l'hydrodynamique et du transfert de matière gaz/liquide dans les lits fluidises triphasiques. Une nouvelle procédure d'étalonnage d'une sonde électroconductive dans un milieu triphasique a été mise au point. Ceci permet de déterminer les profils axiaux de rétention des phases. L'équation d'étalonnage tient compte de la composition et de la nature des phases dispersées. Quant au transfert gaz/liquide, le modèle de dispersion axiale du liquide généralement utilisé, suppose une ségrégation du réacteur en lit fluidise et freeboard. Cette hypothèse est remise en question par des expériences du traceur qui démontrent un retromélange du liquide à l'interface lit/freeboard. L'impact de ce retro-mélange sur le coefficient de transfert gaz/liquide est étudié en utilisant l'équation de dispersion axiale a coefficient k#l#a et d#z fonctions de la hauteur z. Les procédures développées pour le système triphasique sont appliqués a un lit fluidise tétraphasique gaz/slurry/particules du lit, l'objectif étant de démontrer l'efficacité d'un lit à améliorer le k#l#a d'une colonne a bulles avec slurry
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Murachman, Bardi. "Hydrodynamique et transferts thermiques dans les lits fluidisés par les gaz." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT035G.
Full textAbstract:
La fluidisation de particules solides par un gaz fait l'objet de nombreuses etudes depuis une quarantaine d'annees. Toutefois l'influence de la temperature sur les proprietes aussi simples que la vitesse minimale de fluidisation, le degre de vide au minimum de fluidisation ou le coefficient de transfert de chaleur autour de particules solides, n'est pas encore bien etabli. L'objectif de cette these est d'analyser cette influence en s'appuyant sur une etude experimentale relative a des particules appartenant a la categorie b de la classification de geldart. Le travail comprend deux parties. Dans une premiere partie ayant trait aux aspects hydrodynamiques et apres un rappel bibliographique, on donne les resultats de mesures de vitesse et de porosite realisees au minimum de fluidisation entre 10 et 900c, et on propose une correlation permettant de calculer le nombre de reynolds en fonction du nombre d'archimede. Ces resultats sont compares aux predictions des correlations de la litterature. Dans la deuxieme partie concernant les aspects thermiques, on donne apres une analyse bibliographique, les valeurs des coefficients d'echange convectif mesures en regime permanent jusqu'a 300c qui sont compares aux predictions des correlations de la litterature. Par ailleurs les resultats des experiences relatives aux coefficients d'echanges globaux et realisees avec des sondes spheriques en fonction de differents parametres sont presentes
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Esteghamatian, Amir. "Calcul haute performance pour la simulation multi-échelles des lits fluidisés." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEC037/document.
Full textAbstract:
Pas de résumé<br>Fluidized beds are a particular hydrodynamic configuration in which a pack (either dense or loose) of particles laid inside a container is re-suspended as a result of an upward oriented imposed flow at the bottom of the pack. This kind of system is widely used in the chemical engineering industry where catalytic cracking or polymerization processes involve chemical reactions between the catalyst particles and the surrounding fluid and fluidizing the bed is admittedly beneficial to the efficiency of the process. Due to the wide range of spatial scales and complex features of solid/solid and solid/fluid interactions in a dense fluidized bed, the system can be studied at different length scales, namely micro, meso and macro. In this work we focus on micro/meso simulations of fluidized beds. The workflow we use is based on home made high-fidelity numerical tools: GRAINS3D (Pow. Tech., 224:374-389, 2012) for granular dynamics of convex particles and PeliGRIFF (Parallel Efficient LIbrary for GRains In Fluid Flows, Comp. Fluids, 38(8):1608-1628,2009) for reactive fluid/solid flows. The objectives of our micro/meso simulations of such systems are two-fold: (i) to understand the multi-scale features of the system from a hydrodynamic standpoint and (ii) to analyze the performance of our meso-scale numerical model and to improve it accordingly. To this end, we first perform Particle Resolved Simulations (PRS) of liquid/solid and gas/solid fluidization of a 2000 particle system. The accuracy of the numerical results is examined by assessing the space convergence of the computed solution in order to guarantee that our PRS results can be reliably considered as a reference solution for this problem. The computational challenge for our PRS is a combination of a fine mesh to properly resolve all flow length scales to a long enough physical simulation time in order to extract time converged statistics. For that task, High Performance Computing and highly parallel codes as GRAINS3D/PeliGRIFF are extremely helpful. Second, we carry out a detailed cross-comparison of PRS results with those of locally averaged Euler- Lagrange simulations. Results show an acceptable agreement between the micro- and meso-scale predictions on the integral measures as pressure drop, bed height, etc. However, particles fluctuations are remarkably underpredicted by the meso-scale model, especially in the direction transverse to the main flow. We explore different directions in the improvement of the meso-scale model, such as (a) improving the inter-phase coupling scheme and (b) introducing a stochastic formulation for the drag law derived from the PRS results. We show that both improvements (a) and (b) are required to yield a satisfactory match of meso-scale results with PRS results. The new stochastic drag law, which incorporates information on the first and second-order moments of the PRS results, shows promises to recover the appropriate level of particles fluctuations. It now deserves to be validated on a wider range of flow regimes
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Anselmet, Marie-Christine. "Contribution à l'étude des systèmes fluide-particules : suspensions de cylindres, lits fluidisés." Aix-Marseille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX11244.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire s'interesse a deux situations particulieres concernant les systemes fluide-particules, a savoir: l'etude de la sedimentation d'une suspension de cylindres qui fait apparaitre deux regimes distincts de sedimentation en fonction de la concentration, lors de l'etablisement des lois de variation de la vitesse. Un modele est propose pour expliquer leur existence, modele qui confirme aussi les resultats obtenus lors d'une etude des variations de la vitesse en fonction du rapport d'aspect. On montre, dans un deuxieme temps, que l'elargissement du front de sedimentation observe experiemntalement peut etre interprete comme un processus de diffusion et une loi d'echelle est proposee pour les coefficients de dispersion. Dans les lits fluidises, une mesure du parametre jouant le role de phenomene stabilisant a permis d'etablir une loi d'echelle pour ce parametre, nous amenant a conclure que ce mecanisme stabilisant est d'origine inertielle et du a la dispersion hydrodynamique
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Ferrand, Dominique. "Cendres volantes, lits fluidisés circulants, charbons : cortèges minéralogiques, traitement thermique et matériaux néoformés." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20274.
Full textAbstract:
L'utilisation des lits fluidises circulants conduit a la formation de cendres volantes d'un nouveau type. Ces cendres volantes ont fait l'objet d'une caracterisation chimique mineralogique, granulometrique et microstructurale. La combinaison de plusieurs techniques d'analyses et de plusieurs types de fractionnements combines a l'examen du charbon a permis de reconstruire le cortege mineralogique de la cendre volante sulfocalcique, de montrer les filiations des corteges respectives et de predire les reactivites. Une simulation a base de mineraux modeles a permis de definir la place de la cendre lfc dans la famille des cendres volantes.
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Kim, Jong-Hoon. "Étude des lois de transport de solide dans les réacteurs à lit fluidisé circulant d'incinération et de combustion." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1164.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche a pour objectif de caractériser le transport des particules solides entre la zone inferieure (dense) et la zone supérieure (diluée) d'un lit fluidise circulant (LFC). Il doit nous permettre, dans un second temps, de définir une méthode de calcul du débit de solides en circulation en présence d'air secondaire. Nous avons réalisé les trois étapes suivantes pour aboutir a ce but : Première étape : la première partie comprend l'étude des mécanismes de transport de solides en absence d'air secondaire. Une installation pilote de section 0,18 m 0,29 m et d'une hauteur de 7 m a été utilisée en boucle fermée ; précisions que boucle fermée signifie que le solide peut librement circuler. La variation du débit de solides en circulation en fonction de la vitesse de l'air est étudiée pour divers inventaires de solides. Cette étude montre clairement qu'il existe trois régimes de fonctionnement. Deuxième étape : nous avons étudié l'effet de l'inventaire de solide dans la colonne ainsi que celui du rapport de l'air secondaire sur l'air total vis à vis du comportement hydrodynamique de la colonne. La structure de l'écoulement diphasique est étudiée au moyen d'une sonde de prélèvement non-isocinétique et d'une sonde à fibres optiques placées à trois niveaux de la colonne ; la zone d'accélération, la zone d'écoulement établi et la zone de sortie. Par ailleurs, nous avons également développé une nouvelle méthode de calcul de la concentration locale de solides dans la colonne en combinant le profil du flux massique local de solides et de la vitesse locale de solides. Troisième étape : l'ensemble des informations obtenues dans cette étude nous a permis tout d'abord de proposer un modèle basé sur des équations de forces pour estimer le débit de solides en circulation en absence d'air secondaire. Finalement, nous avons établi un modèle décrivant le débit de solides en circulation en présence d'air secondaire. L'erreur entre les valeurs théoriques obtenues à l'aide de ce modèle et les valeurs expérimentales tirées des différentes expériences est inférieure à 25%.
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Roques, Yves. "Caractérisation hydrodynamique d'un réacteur fluidisé ultra-rapide." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066689.
Full textAbstract:
Le pilote d'ultra-pyrolyse de l'universite de western ontario, un reacteur fluidise circulant descendant ultra-rapide, a ete modifie afin de pouvoir y realiser des reactions de craquage catalytique. Une alimentation gravitaire des solides a ete construite. Le debit des solides est controle par un orifice et par la pression au sommet du reservoir de solides. Une etude experimentale a montre que sur une echelle de temps de 1 s, ce debit est stable. L'utilisation d'un pigment phosphorescent a permis de mesurer la distribution de temps de sejour des solides dans une maquette froide, copie a l'echelle 1 du pilote. Grace a cette technique, nous avons montre qu'une meilleure repartition des solides dans la section d'entree du systeme, ainsi qu'une vitesse d'injection du gaz elevee augmentent le temps de sejour moyen des solides dans le reacteur et favorisent le contact entre la charge et le catalyseur. Lorsque la vitesse des gaz est elevee dans le systeme, les solides y restent plus longtemps que les gaz. La vitesse de gaz necessaire pour obtenir une vitesse de glissement globalement nulle differe suivant les conditions d'alimentations du gaz et des solides. Le melangeur apparait etre un element important du systeme. Les resultats des mesures hydrodynamiques de cette etude seront employes pour estimer la conversion d'une reaction test qui sera effectuee sur le pilote afin d'etudier plus precisement le contact gaz solide
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Rodriguez, Rosa Ana. "Incinération des boues urbaines en lit fluidisé." Perpignan, 2007. http://www.theses.fr/2007PERP1262.
Full text
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Xuereb, Catherine. "Analyse du développement de jets horizontaux ou inclinés dans des lits fluidisés par un gaz." Phd thesis, Toulouse, INPT, 1989. http://oatao.univ-toulouse.fr/7258/1/xuereb.pdf.
Full textAbstract:
Dans certains procédés mettant en œuvre la fluidisation de particules par un gaz, il est parfois nécessaire de procéder à des injections latérales de gaz, voire de particules, dans la colonne. Dans ce cadre, nous étudions le phénomène de jets horizontaux ou inclinés, en mode continu ou en mode intermittent, introduits dans différentes géométries de colonnes. Une technique de détection d'un jet chaud par cartographie thermique est mise au point. L'utilisation de méthodes cinématographiques permet l'étude de la morphologie du jet. Les profils de ·vitesse du gaz dans le jet sont établis d'après les mesures effectuées avec un tube de Pitot. Enfin, nous proposons une modélisation simple de la partie d'expansion linéaire du jet, qui permet de prédire les vitesses et les températures du gaz et des particules, ainsi que le taux de vide local.
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Zerguerras, Salah. "Influence de la distribution granulométrique sur l'hydrodynamique et le transfert thermique des lits fluidisés denses." Perpignan, 1996. http://www.theses.fr/1996PERP0245.
Full textAbstract:
Ce travail rapporte les resultats d'une etude experimentale concernant l'influence de la repartition granulometrique d'une poudre sur la transition au minimum de fluidisation et sur le transfert de chaleur lit-paroi. On utilise pour cela des lots de sable de riviere de diametre moyen: 282,5 m-450 m-900 m-1425 m et 1800 m respectivement. Chacun des cinq diametres est represente par les quatre distributions suivantes: poudre unimodale de reference, melange binaire a 50% en masse, deux distributions granulometriques larges dont l'une est gaussienne et l'autre etalee (20 poudres au total). Les resultats experimentaux de l'etude hydrodynamique montrent que les melanges binaires et les distributions etalees fluidisent completement a des vitesses plus importantes que celles definissant le minimum de fluidisation des poudres calibrees de memes diametres moyens. L'influence de la distribution de taille des particules se manifeste aussi par l'installation d'une segregation dans le domaine de vitesse compris entre une vitesse faible correspondant a la fluidisation initiale du melange et une vitesse plus elevee correspondant a sa fluidisation complete. Quant aux distributions gaussiennes, elles transitent a l'etat de fluidisation complete en un seul temps, et pratiquement aux memes vitesses que les poudres unimodales de references respectives. Nous avons propose des correlations pour determiner les vitesses de fluidisation initiale et de fluidisation complete des melanges a caractere segregatif. Et malgre l'aspect experimental de ce travail, nous nous sommes attaches a interpreter le gain en puissance constate avec les melanges binaires, traduisant leur fluidisation a des vitesses inferieures aux vitesses minimales de fluidisation des grosses particules les constituants, en evoquant des considerations mecaniques relatives au phenomene des chocs fines-grosses particules. Quant aux resultats de l'etude thermique, ils sont en accord avec les previsions hydrodynamiques: les distributions gaussiennes ont presente pratiquement le meme comportement thermique que les poudres unimodales de diametre moyen egale, alors que les distributions segregatives (binaires et etalees) ont permis de mettre en evidence que le coefficient d'echange est etroitement lie a la distribution granulometrique dans l'intervalle de vitesse delimite par les vitesses de fluidisation initiale et complete. L'effet segregatif de la distribution granulometrique semble s'equilibrer avec l'effet de melange des bulles apres la transition a la fluidisation complete. Nous presentons des correlations pour determiner le coefficient d'echange maximum ainsi que la vitesse optimale correspondante. Nous avons aussi exprime le lien entre cette vitesse optimale et la vitesse au minimum de fluidisation sous forme de correlation. Nous proposons une methode originale pour etudier la dynamique du phenomene de segregation des melanges a partir de mesures thermiques en regime transitoire. Dans le cas de notre echangeur (inertie importante), cette methode n'a permis d'estimer qu'un ordre de grandeur du temps de segregation. Une amelioration des proprietes de l'echangeur s'avere necessaire pour valider cette technique
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Kuntzmann, Sylvie. "Validation du séchage en lit d'air fluidisé." Paris 5, 1991. http://www.theses.fr/1991PA05P093.
Full text
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Aguilar, Corona Alicia. "Agitation des particules dans un lit fluidisé liquide : étude expérimentale." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001206/.
Full textAbstract:
Dans ce travail, les trajectoires 3-D de particules marquées dans un lit fluidisé liquide ont été mesurées par vidéo dans un milieu d’indices optiques ajustés, dans une plage étendue de concentration. Les paramètres de l’écoulement étudié correspondent à des nombres de Reynolds particulaire élevés (O(10)<br>Besides its interest as an industrial application in various processes, liquid fluidization builds up an interesting test case regarding the validation of two-phase flow modelling. The lack of reliable and detailed experimental data about particle agitation in this type of flow is one important motivation to this study. In this work, the random motion of mono-dispersed particles in a liquid fluidized bed has been measured and processed from video recordings, using a refractive index matching method. 3-D trajectories of coloured particles have been collected in a wide range of solid fraction, and statistical quantities have been derived in the range of high particle Reynolds number (O(10)
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Van, Den Moortel Thibaud. "Analyses locales des structures d'écoulements gaz-particules dans un lit fluidisé circulant." Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11074.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'analyse experimentale du comportement de la phase solide dans un pilote froid d'un lit fluidise circulant par tomographie laser et velocimetrie granulometrie laser doppler. L'objectif principal est l'analyse de l'evolution des parametres decrivant l'hydrodynamique de la phase solide a differentes echelles spatiales et temporelles. Dans la premiere partie de cette etude, une revue bibliographique sur la structure de l'ecoulement gaz-particules est presentee, axee principalement sur les amas de particules. Dans la seconde partie, le dispositif experimental ainsi que les differentes techniques de mesures utilisees sont presentes en detail. La troisieme partie concerne l'analyse du mouvement moyen et fluctuant de la phase solide dans la zone diluee du reacteur. Des modifications sensibles de la forme des profils de vitesses axiales sont observes pour une certaine gamme de vitesses du gaz. Des evolutions progressives de la forme de ces profils (concave vers parabolique) sont obtenus traduisant une modification de la structure de l'ecoulement a la transition vers le regime turbulent. Dans une derniere partie, l'analyse des structures d'ecoulement gaz-particules est effectuee. Des amas de particules et des poches de gaz de dimensions finies et de formes ovoidales sont visualisees. La propagation des poches de gaz dans le reacteur est fortement correlee aux mecanismes de formation d'amas. D'importantes modifications de la structure de l'ecoulement avec la taille des particules en presence sont observees et quantifiees. Les longueurs moyennes axiales des amas sont estimees dans toute la zone diluee, pour differents regimes d'ecoulement et differentes distributions granulometriques, mettant en evidence la dependance de la taille de ces structures avec les caracteristiques locales du champ de vitesse. La modification de la structure de l'ecoulement avec la taille des solides semble etre due aux intensites de fluctuation de vitesses qui sont elles memes fortement correlees a la propagation de poches de gaz dans le reacteur. Pour un regime d'ecoulement donne, la taille et la vitesse de propagation des poches de gaz augmentent avec la taille des solides constituant le lit. Ainsi, les fluctuations locales de vitesses augmentent, entrainant la formation d'amas de tailles plus elevees.
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Thivel, Pierre-Xavier. "Contribution à l'étude des lits fluidises stabilises magnétiquement ; application à la filtration des gaz." Chambéry, 1998. http://www.theses.fr/1998CHAMS001.
Full textAbstract:
Pour leur utilisation en filtration des gaz, les lits fluidises stabilisés magnétiquement offrent des avantages importants par rapport aux lits fixes ou fluidises classiques. Deux études sont présentées, l'une sur l'aspect hydrodynamique, l'autre sur les mécanismes élémentaires mis en jeu lors de la filtration d'aérosol notamment pour les particules chargées électriquement. Le medium filtrant doit, si possible, être peu onéreux, posséder des caractéristiques magnétiques et un faible poids apparent afin de réduire le cout énergétique du procédé. C’est la raison pour laquelle deux types de media filtrants ont été étudies d'un point de vue hydrodynamique. Le premier est constitué d'un mélange de grains magnétiques et non magnétiques. Dans ce cas, nous avons précisé le rôle joué par les grains magnétiques et propose une modélisation. Le second est constitué de grains de nickel poreux. Il offre différents avantages (propriétés magnétiques, faible masse volumique apparente, grande surface spécifique) et constitue à juste titre un bon compromis. Nous avons ensuite étudié la filtration de particules chargées électriquement. Des essais ont été menés dans différentes conditions opératoires. Les particules a arrêter sont chargées électriquement par effet couronne avant leur entrée dans le filtre. La conjugaison des charges électriques portées par l'aérosol et du champ magnétique appliquée de part et d'autre du lit crée une synergie entrainant une amélioration notable de l'efficacité de capture. Nous avons proposé une première approche de modélisation de ces phénomènes.
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Doré, Emmanuel. "Conception d'un foie bioartificiel à lit fluidisé." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1185.
Full textAbstract:
Actuellement, le seul traitement d'une insuffisance hépatique aiguë demeure la transplantation hépatique. Cette technique risquée, coûteuse, et souffrant d'une pénurie d'organes disponibles dans l'urgence nécessite le recours à un système transitoire de suppléance hépatique bioartificiel. Après une revue des différents systèmes proposés à ce jour, le projet de foie bioartificiel a été mis en place, en collaboration avec l'unité INSERM U456 de Rennes. Le système extracorporel consiste en un bioréacteur contenant les hépatocytes immobilisés dans des billes d'alginate situé en aval d'un appareil de plasmaphérèse. Le flux plasmatique ascendant entraîne la fluidisation des billes d'alginate. Le but de cette thèse a été de concevoir le bioréacteur et d'étudier le comportement du système. En premier lieu, le comportement des billes d'alginate en lit fluidisé a été étudié. Les essais de faisabilité ont conduit à la conception d'un prototype. L'influence des données d'utilisation a été analysée et les lois de comportement expérimentales ont été établies. En second lieu, les transferts de matière entre le fluide et les billes ont été analysés et, le cas échéant, modélisés. En configurations statique et dynamique, les cinétiques de pénétration dans l'alginate d'éléments de poids moléculaire connus ont été établies. Le seuil de coupure de l'alginate polymérisé est évalué inférieur à 45 kDa. Le régime fluidisé a permis de réduire les temps de pénétration complète. Enfin, l'évaluation in vivo sur des porcs du système a été effectuée par l'unité rennaise. Les problèmes en utilisation réelle sont alors soulevés, notamment un éventuel défaut de fluidisation. Les premiers essais restent néanmoins encourageants et ont permis de réviser et affiner le cahier des charges du système. En conclusion, le fonctionnement et les conditions d'utilisation in vitro du système extracorporel ont été déterminés. La démarche de conception interactive représente ici les premières étapes.
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Laveix, Michel. "Etude pilote de la granulation en lit d'air fluidisé." Paris 5, 1988. http://www.theses.fr/1988PA05P141.
Full text
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Ben, Abdesselam Azzedine. "Etude et modélisation d'un réacteur à lit fluidisé triphasé du type Verlifluid." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1990. http://www.theses.fr/1990INPL047N.
Full textAbstract:
Des particules microporeuses d'alumine de diamètre moyen 3,2 mm sont fluidisées par une émulsion gaz-liquide produite en amont du lit fluidisé par un venturi à émulsion. La position du venturi permet une auto-aspiration de la phase gazeuse (air) grâce à la dépression créée au col du venturi par l'écoulement de la phase liquide (eau). Néanmoins, les phases liquide et gazeuse peuvent être alimentées de manière indépendante. Pour les deux types d'écoulements, la porosité, les trois retentions, les régimes d'écoulements, la vitesse minimale de fluidisation diphasique et triphasique ainsi que la puissance mécanique dégradée ont été déterminées. Les mesures d'oxygénation dynamique, conduites avec deux sondes à oxygène placées à l'entrée et à la sortie du lit fluidisé ont permis d'évaluer la conductance de transfert gaz-liquide (kLa) dans le venturi, le lit fluidisé et dans l'ensemble du réacteur. Pour une même puissance mécanique dégradée, le coefficient de transfert gaz-liquide kLa dans le venturi est 2 à 4 fois supérieur à celui du lit fluidisé. Pour l'ensemble du réacteur, les valeurs expérimentales en fonction de la puissance mécanique dégradée et en fonction des vitesses de gaz et de liquide sont du même ordre de grandeur que celles proposées dans la littérature. Enfin, la modélisation de l'oxydation catalytique d'une solution aqueuse de glucose sur des particules microporeuses d'alumine imprégnées de platine montre que, dans les conditions opératoires étudiées, le fonctionnement du réacteur est limité par la résistance diffusionnelle interne du catalyseur
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Alexandre, Lucile. "Développement (et compréhension) de lits fluidisés magnétiques en microfluidique : applications à la détection ultrasensible en bio-analyse." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLET039.
Full textAbstract:
Un système de lit fluidisé magnétique microfluidique a été développé pour répondre aux besoins d’extraction et de préconcentration nécessaire comme première étape de bioanalyse. Ce système se base sur le même concept que les lits fluidisés macroscopiques en remplaçant la gravité par une force magnétique. Un nouveau module a été développé au court de ma thèse afin d’aborder de nouveaux défis en terme de détection à très basse concentration. Une augmentation de la hauteur de la puce nous a permis de travailler à hauts débits (15 µL/min). Un premier travail sur l’homogénéisation de la répartition des billes à l’intérieur de la puce microfluidique a été effectué grâce à l’implémentation d’un système de vibration et d’une matrice bimodale. Cette approche a prouvé son efficacité sur des modèles de capture de protéines et d’ADN.En parallèle, une seconde partie de mon travail a porté sur l’application du système de lit fluidisé dans à différents défis analytiques. Dans un premier temps, nous avons montré son potentiel pour l’analyse bactérienne. Le lit fluidisé peut aussi être utilisé comme plateforme de tests pour ligands pour la prise en charge de patientes souffrant de pré-éclampsie au cours de leur grossesse. Enfin un immuno-dosage de type ELISA a été réalisé entièrement dans ce système de lit fluidisé.Ces résultats montrent l’adaptabilité de ce système au-delà de ses capacités à travailler à haut débit, bas coût, en consommant peu d’échantillon, et avec une grande sensitivité<br>To tackle new challenges in trace analysis, a new generation of microfluidic magnetic fluidized has been developed. This system is based on a suspension of magnetic beads inside a microfluidic channel. Particles are in suspension between two forces: the drag one created by the flow of liquid and the magnetic force due to addition of a permanent magnet to the system. In order to increase the flow rate of work, the height of the chip has been increased five times. We were able to work at 15 µL/min and the efficiency of the new system was improved by addition of a vibrator motor and a bimodal support. A proof of concept was performed on capture of biotin and DNA. A second part of my PhD work was dedicated to the application of the fluidized bed module for bioanalysis. First, extraction, pre-concentration and detection of bacteria on chip have been performed with a significant decrease of the limit of detection and of the time scale compared to usual methods. Then the system of fluidized bed was used as a platform to tests new ligands in order to perform a competitive bioassay in the context of preeclampsia. Finally, an ELISA was integrated on the fluidized bed with promising results.Those results proved the efficiency of the microfluidic magnetic fluidized bed to work as a module for extraction, pre-concentration and detection of target of low concentration
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Gobeau, Nathalie. "Modélisation d'un écoulement gaz-solide dans le riser d'un réacteur catalytique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1998. http://www.theses.fr/1998ECDL0033.
Full textAbstract:
Ce travail, réalisé au laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique de l'Ecole Centrale de Lyon en collaboration avec le centre de recherche d'ELF à Solaize (Rhône), a pour objet l'étude de la modélisation de l'écoulement au sein d'un riser, partie du réacteur chimique ou a lieu le craquage catalytique du pétrole en l'absence de réaction chimique, à pression et température ambiantes. En premier lieu sont exposés les enjeux industriels, les principaux mécanismes physiques puis les différents types de modélisation des écoulements diphasiques, en insistant sur les modèles gaz-solide à deux fluides, plus adaptés au cas d'un écoulement relativement dense en particules et aux géométries complexes. Un modèle empirique et un modèle inspiré de la théorie cinétique des gaz faisant intervenir une température granulaire représentant l'énergie d'agitation des particules sont implantés dans le code de calculs commercial phoenics. Des simulations numériques sont réalisées sur un canal plan, puis analysées. Le modèle empirique dépend des constantes et de la géométrie du problème. Le modèle à température granulaire montre un comportement qualitatif satisfaisant. Toutefois l'intégration de mécanismes supplémentaires tels que la modification de la turbulence par les particules devrait permettre d'améliorer les résultats quantitativement. Le dernier chapitre concerne l'étude numérique consacrée plus spécifiquement aux rôles encore mal connus de la turbulence et des collisions entre particules sur la dispersion de celles-ci. Les structures turbulentes cohérentes dans un canal tridimensionnel vertical sont reconstruites à l'aide de la méthode p. O. D. , sans tenir compte de l'influence des particules. Un programme gérant les collisions a été mis au point pour le suivi lagrangien des particules. La dispersion de paires de particules subissant une collision est étudiée et comparée au cas où la collision est négligée.
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Ndenge, Che Martin. "Contribution à l'étude d'un échangeur fluidisé à circulation auto-entretenue des solides." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI192.
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Fabre, Audrey. "Étude de l'hydrodynamique sur un lit fluidisé circulant d'échelle industrielle." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD855.
Full textAbstract:
Ce travail de recherche porte, d'une part, sur l'étude de l'effet d'échelle sur le comportement hydrodynamique d'un lit fluidisé circulant. D'autre part, il met en évidence les modifications de la structure de l'écoulement lors de l'injection d'air secondaire dans la colonne, puis lors de l'utilisation d'un mélange de deux populations de particules de natures différentes. Le lit fluidisé circulant est un pilote à l'échelle industrielle, constitué d'une colonne de section rectangulaire d'un mètre carré (0,8 * 1,2 mètre) et de 9 mètres de hauteur. Cette installation met en suspension du sable de diamètre harmonique moyen 260 micromètres et de masse volumique 2620 kilogrammes par mètre cube grâce à une injection d'air. Malgré la taille industrielle de cette installation, les mesures des profils longitudinaux de pression ont permis d'identifier et de caractériser différents régimes d'écoulement, similaires à ceux observés dans une installation de laboratoire. Trois régimes d'écoulement avaient nettement été mis en évidence dans cette colonne de plus petite taille : le Régime des Profils Semblables, le Régime de Transition I et le Régime Dense. La forme rectangulaire de la colonne du pilote industriel permet de découvrir un appendice du Régime de Transition I : le Régime de Transition II. L'étude de la structure transversale de l'écoulement par les flux massiques locaux montre, localement, l'existence des mêmes régimes d'écoulement. Ce comportement hydrodynamique affecte, en même temps, la zone d'accélération et la zone d'écoulement établi. L'injection d'air secondaire ne modifie la structure axiale de l'écoulement qu'en dessous du port d'injection d'air secondaire. Au-dessus, la zone d'écoulement établi est localement perturbée : la forme des profils de flux locaux est modifiée. Le comportement hydrodynamique d'un mélange de deux populations de particules est constitué d'une succession de régimes d'écoulement analogues à ceux mis en évidence par chacune des populations de solides prise séparément. Ce résultat est analogue à celui obtenu sur l'installation de laboratoire.
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Soria, José Miguel. "Simulation de l'incinération propre d'ordures ménagères en lit fluidisé." Perpignan, 2013. http://www.theses.fr/2013PERP1236.
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Klein, Sylvie. "Pilotage du séchage de granulés pharmaceutiques en lit d'air fluidisé." Paris 5, 1988. http://www.theses.fr/1988PA05P135.
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Dounit, Salah. "Combustion du gaz naturel en réacteur à lit fluidisé : étude expérimentale et modélisation de la zone dense et de la zone de désengagement." Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT002G.
Full textAbstract:
La combustion in-situ de gaz naturel en réacteur à lit fluidisé concerne les procédés de régénération ou de traitements de déchets de natures diverses (sables de fonderies, boues à forts taux d'humidité ). Malgré ces nombreuses utilisations, l'aspect théorique des phénomènes mis en jeu lors de la combustion du gaz naturel en lit fluidisé reste encore mal compris. Ainsi, l'objectif de ce travail est l'élaboration d'une base théorique permettant de décrire les phénomènes mis en jeu lors de la combustion du gaz naturel en réacteur à lit fluidisé contenant des particules inertes. Ce travail est divisé en trois grandes parties. La première partie concerne une étude expérimentale portant sur la détermination des caractéristiques hydrodynamiques, notamment l'aspect du mélange gazeux lors d'une alimentation séparée du réacteur par deux courants de réactifs (air, gaz naturel). La deuxième partie est relative à l'acquisition de données concernant concernant l'influence de divers paramètres opératoires sur la combustion d'un pré-mélange air-gaz naturel. Nous avons examiné l'effet de la température du lit dense, de la vitesse superficielle du mélange gazeux, de la taille des particules, du facteur d'air et de la hauteur du lit au repos. A l'issue de cette étude expérimentale, nous avons conclu que parmi les grandeurs étudiées, la vitesse superficielle du mélange gazeux, la taille des particules et surtout la température du lit dense exercent un effet notable sur le processus de combustion. Pour des températures de lit infériers à 800°C, les comportements hydrodynamique et thermique de la zone de désengagement conditionnent l'avancement de la réaction et les émissions de polluants gazeux. La dernière partie est consacrée à la modélisation du réacteur en tenant compte des phénomènes thermiques, hydrodynamiques et réactionnels qui se produisent aussi bien dans la zone dense que dans la zone de désengagement. Ce modèle reproduit d'une manière fidèle l'ensemble de nos observations expérimentales.
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Khiari, Besma. "Modélisation et simulation de l'incinération en lit fluidisé des boues résiduaires." Pau, 2006. http://www.theses.fr/2006PAUU3037.
Full textAbstract:
Cette thèse s'articule essentiellement autour de la problématique de traitement des déchets et s'intéresse plus particulièrement à la modélisation et la simulation d'un procédé d'incinération de boues résiduaires humides en réacteur à lit fluidisé et ce, dans l'objectif de construire un simulateur en temps réel pour la formation et l'entraînement des opérateurs en charge de ce genre d'installation. Le travail est alors divisé en trois grandes parties. La première est une synthèse bibliographique, dans laquelle la filière boue ainsi que les aspects relatifs à la modélisation des incinérateurs à lit fluidisés (hydrodynamique du four, transformation des particules, réactions en phase homogène, différents couplages) sont présentés. Le deuxième volet est dédié à l'élaboration d'un modèle d'incinération d'une particule unique de boue humide. Ce modèle a permis de dégager toute l'importance des transferts et des cinétiques dans les lits fluidisés. Dans la dernière partie de cette étude, le modèle particulaire a été introduit dans le modèle plus global d'un incinérateur complet à lit fluidisé. Les résultats qui en sont issus ont alors permis une analyse plus fine des phénomènes se déroulant dans ce genre de réacteur tant pour la phase gazeuse qu'au niveau des particules, ce qui rend ce modèle utile dans les simulations à des fins de dimensionnement et d'optimisation<br>This thesis is primarily concerned about waste disposal routes and is interested more particularly in modelling and simulating the process of sewage sludge incineration in fluidized bed reactors, the main objective being to build a real time simulator for the training of the operators being in charge of this kind of installation. Work is then divided into three parts. The first is a bibliographical analysis, in which some generalities about sewage sludge as well as the aspects related to the modelling of incinerators in fluidized bed reactors are presented (hydrodynamic of the furnace, transformation of the particles, reactions in homogeneous phase, various couplings). The second chapter is dedicated to the development of a model of incineration of a single wet sewage sludge particle. This model has allowed to bring out all the importance of the transfers and kinetics in the fluidized beds. In the last part of this study, the particle model was introduced into the global model of a complete fluidized bed incinerator. The results issued from it allowed a more detailed analysis of the phenomena proceeding in this kind of reactor for the gas phase as well as at the level of the particles, which makes this model useful in simulations at purposes of design and optimization
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Taha, Bouchra. "Comportement de particules dans des lits fluidisés gaz-solide avec une grille multijets : régimes hydrodynamiques, ségrégation et mélange." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10010.
Full textAbstract:
Caractérisation hydrodynamique d'une grille particulière de fluidisation, conçue par le cerchar, s'apparentant a la famille des grilles multijets. Mise en évidence de deux régimes de fluidisation: l'un s'apparente à celui de la fluidisation classique et l'autre a une couche à jets
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Montastruc, Ludovic. "Modélisation et optimisation d'un réacteur en lit fluidisé de déphosphatation d'effluents aqueux." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT015G.
Full textAbstract:
En raison de l'impact des phosphates sur la pollution des eaux, un procédé de récupération par précipitation d'un phosphate de calcium a été développé pour valider la démarche avec un objectif de mise en place d'une méthodologie permettant de construire un pilote optimal. Le procédé est un lit fluidié, dans lequel le phosphate précipite en continu et s'enrobe sur des grains de sable. Le pilote réalisé permet de traiter des débits de rejet aqueux synthétique de l'ordre de 0. 1 m3/h. La méthodologie découple les phénomènes physico-chimiques présents. La précipitation dans le lit fluidisé est modélisée à l'aide de concepts thermodynamiques tenant compte des différents phosphates de calcium susceptibles de précipiter en fonction des conditions opératoires. L'enrobage est traduit par une réaction cinétique du premier ordre entre les fines et les grains de sable, couplée avec un réseau de réacteurs idéaux traduisant l'hydrodynamique du système.