Academic literature on the topic 'Transport pneumatique'

Cette étude a pour objectif d'identifier les paramètres responsables de l'endommagement des polymères en transport pneumatique et de comparer les mécanismes d'endommagement mis en jeu pour différents polymères. Le choix des dispositifs expérimentaux s'est porté sur les deux tests suivants: un test à échelle industrielle, id est une boucle de transport pneumatique, un test à échelle de laboratoire. Les essais sur la boucle de transport pneumatique ont été réalisés suivant deux procédures différentes. . . Les résultats illustrent l'influence des caractéristiques mécaniques des polymères sur les taux d'endommagement obtenus et l'influence des paramètres de transport pneumatique sur la génération de débris. Les essais sur la machine test d'endommagement ont été réalisés sur deux polymères: le polypropylène et le polystyrène. L'étude de l'effet des paramètres opératoires a montré l'influence du phénomène de fatigue sur l'endommagement des granulés mais également l'importance de la rugosité de la paroi impactée. Une analyse qualitative des débris obtenus pour ces deux tests nous permis d'identifier et de séparer les influences des vitesses normales et tangentielles d'impact sur les comportements mis en jeu lors de l'endommagement des granulés plastiques, ainsi que le rôle des caractéristiques mécaniques et morphologiques.

Ce travail porte sur le transport pneumatique dense aux très basses vitesses dans une conduite horizontale. Les objectifs étaient de montrer la faisabilité d'un tel mode de manutention à l'échelle pilote, de trouver les lois liant les différentes variables globales de l'écoulement pour pouvoir dimensionner correctement une ligne de transport opérant aux basses vitesses et d'étudier, enfin, les différents aspects technologiques liés à sa mise en oeuvre industrielle. Le procédé de transport pneumatique étudié ici est dit «à très faible vitesse», car la vitesse du gaz n'excède pas quelques dizaines de cm/s. Ce mode de transport pneumatique présente un certain nombre de propriétés qui le rendent particulièrement adapté à la manutention de particules fragiles. La faisabilité d'un tel mode de transport sur des longueurs conséquentes a été montrée. Trois régimes d'écoulement ont été mis en évidence : le régime Dunes I, le régime Dunes II et le régime Bouchons. Sur la base de considérations théoriques appuyées par les observations expérimentales, l'apparition des bouchons a été montrée comme étant systématiquement associée à une suraération de la ligne. L'expansion progressive du gaz le long de la ligne a permis d'établir une loi de perte de charge. La loi ainsi obtenue semble générale et s'applique sans distinction aux trois régimes d'écoulement et contient huit constantes sensiblement indépendantes du diamètre de la conduite et de sa longueur. Cette loi permet de prévoir que pour un même débit de solides le gradient de pression diminue quand le débit volumique de gaz augmente. Cette étude a permis également de montrer le rôle que joue la géométrie du coude dans la loi qui relie le débit de solides au débit de gaz dans ce procédé. L'étude de certains aspects technologiques liés à la mise en oeuvre industrielle de ce mode de transport a permis de montrer que ce procédé de manutention peut très bien s'insérer dans un cadre industriel.

Ce travail porte sur l'étude du transport pneumatique vertical et incliné. A vitesse de l'air constante, les mesures de concentration en solides et débit de solides ont permis l'identification des régimes d'écoulement. Un organigramme des régimes d'écoulement a ainsi pu être établi. L'étude hydrodynamique de la suspension a permis de valider les résultats présentés par l'organigramme. Trois produits solides en vrac différents ont été transportés dans une conduite verticale et inclinée, d'un diamètre intérieur de 31,75 mm. L'influence, sur le comportement hydrodynamique de la suspension, de l'inclinaison de la conduite de transport d'un angle de 18 degrés par rapport à la position verticale, a été mise en évidence. Un phénomène de ségrégation selon la taille des particules a été observé. L'étude du transport incliné d'un mélange à deux populations de particules a été réalisée. Le comportement du mélange, ainsi que celui des composants à l'intérieur du mélange, a été défini à l'aide des données de concentration en solides, vitesse moyenne des particules et perte de charge.

Le manuscrit comporte deux parties : la première partie est une étude expérimentale de l'écoulement diphasique particules solides-air dans deux boucles de transport pneumatique de conceptions et de caractéristiques différentes. Des mesures de pressions et de débits massiques permettent d'établir les diagrammes caractéristiques (diagrammes d'état de type Zenz) et d'en déduire la vitesse minimale de transport (vitesse de saltation). Les résultats de cette étude apportent des données intéressantes sur les différents matériaux solides transportés. De nouvelles lois de corrélation entre le nombre de Froude à la saltation et le taux de charge sont proposées. La seconde partie est une contribution à la simulation numérique des écoulements gaz-solide. L'écoulement de la phase dispersée est modélisé par une approche lagrangienne (méthode des éléments discrets) prenant en compte les interactions particules-particules et particules-paroi. Le couplage avec les équations de la phase continue est assuré par l'introduction, dans les équations de Navier-Stokes, d'une variable taux de vide et par l'ajout d'une force volumique extérieure caractérisant l'influence en retour de la phase dispersée sur l'écoulement du fluide porteur. L'exemple choisi pour la validation du code est un écoulement de type lit fluidisé comportant 50000 particules. On s'intéresse en particulier, au suivi de l'évolution (naissance, croissance, sortie) d'une bulle de gaz au travers du lit
The manuscript is made of two parts : the first one is an experimental study of a two-phase flow of air-solids suspensions in two different pneumatic conveying systems. Pressure drops and mass rates measurements alows to establish state diagrams (of Zenz type) and to deduce the minimum transport velocity (saltation velocity). The results got from this study provide interesting data about the different conveyed solid materials. New correlations between the Froude number at the saltation and the loading ratio are propounded. The second part is a numerical simulation of a gas-solid flow. The solid particles flow is described according to a lagrangian approach (discret elements method) which considers particles-particles and particles-walls interactions. The coupling with the gas stream is got, inserting in the Navier-Stokes equations a voidage function and a local external force to characterize fluid-particles interactions. The code is tested by simulating a fluidized bed flow including 50000 particles. We study particularly the development of a gas bubble (appearance, growth, going out) across the fluidized bed

Les procédés de séparation électrostatique sont déjà utilisés pour le recyclage des déchets industriels broyés, chargés au préalable par effet triboélectrique dans des dispositifs à vibrations, à cylindre tournant ou à lit fluidisé. L’efficacité de ces dispositifs étant parfois limitée par la charge électrique accumulée pendant le transport pneumatique des matériaux à séparer, une étude a été réalisée en faisant appel la méthode des plans d’expériences afin d’identifier les facteurs influents et de proposer des solutions d’amélioration. Si les dispositifs actuels ne donnent pas satisfaction c’est aussi parce que certaines particules n’arrivent pas à se charger convenablement pour être séparées en champ électrique. Un procédé et une installation originaux permettent de remédier à ces inconvénients, en utilisant en même temps l’effet triboélectrique, la force de Coulomb et la force image électrique. Deux dispositifs à lit fluidisé ont été construits dans le but de faciliter la compréhension des phénomènes physiques à la base du nouveau procédé et de tester sa faisabilité. Les expériences réalisées sur ces dispositifs ont montré que l’efficacité du processus de charge dépend fortement de la vitesse de l'air de fluidisation et de la durée passée par les particules dans le dispositif. Ces études ont permis de préciser les solutions techniques essentielles à la réalisation d’un séparateur tribo-aéroélectrostatique industriel. Les résultats expérimentaux confirment la charge triboélectrique en lit fluidisé associée à la séparation en champ électrostatique comme un procédé efficace de traitement des déchets granulaires d’équipements électriques et électroniques
The electrostatic separation processes are already used for the recycling of granular wastes, electrically charged in advance by the tribo-electric effect in vibratory-, rotating cylinder- or fluidized bed-devices. As the effectiveness of these devices is often limited by the electric charge accumulated during the pneumatic transport of materials to be separated; a study was conducted using the design of experiments methodology in order to identify the influential factors and to propose solutions for improvement. The efficiency of these devices is in many cases rather poor, because some particles do not reach the necessary charge to be separated in the electric field. An original method and equipment have been designed to overcome these drawbacks by simultaneously using of the triboelectric effect, the Coulomb force and the electric image force. Two fluidized bed devices were constructed in order to facilitate the understanding of physical bases of the new process and test its feasibility. Experiments on these devices showed that the efficiency of the charging process depends significantly on the speed of the fluidization air and the time spent by particles in the device. These studies validated most of the technical solutions to be applied in order to build an industrial tribo-aeroelectrostatic separator. The experimental results confirm simultaneous triboelectric charge in a fluidized bed and separation in a horizontal electrostatic field as an effective method of treatment for the granular wastes of electrical and electronic equipment

Apres une revue bibliographique des investigations anterieures, les resultats de notre propre etude de la phase d'alimentation d'une installation de transport pneumatique sont rapportes. Trois alimentateurs gaz-solide parmi les plus couramment employes sont testes: deux injecteurs-venturis dont un dans le cadre d'une utilisation industrielle sur site et une ecluse rotative associee a un injecteur simple en te. Au laboratoire, ils ont ete l'objet d'etudes systematiques suivant differents modes de fonctionnement lors de l'introduction de plusieurs produits (ciment, microbilles de verre, cendres volantes, granules de polypropylene). Les multiples series de mesure de la pression ont offert la possibilite d'apprecier le comportement aerodynamique de l'ecoulement au sein de ces systemes en fonction des parametres d'utilisation (debit de solide et debit d'air) et de comprendre le fonctionnement des elements successifs qui composent ces singularites complexes. Nous avons pu determiner ainsi les coefficients de perte de pression globale dans ces alimentateurs et apprehender leurs conditions de fonctionnement optimales. La puissance et l'energie relative consommees pour l'injection des particules solides sont egalement calculees. Dans chaque cas, la grande influence des caracteristiques physiques des materiaux transportes est demontree. Concernant l'ecluse rotative, sa capacite debitant et surtout les fuites inherentes a son utilisation ont ete evaluees selon des conditions d'emploi reel. La realisation du melange au sein de l'injecteur qui lui etait associe a aussi ete etudiee. Enfin, pour le calcul des parametres de l'ecoulement dans un injecteur-venturi avec tube de melange, une approche theorique est proposee; cette methode globale, mais simple et precise, est basee sur l'utilisation de coefficients deduits de nos propres resultats experimentaux

Ce rapport concerne les ecoulements diphasiques dilues et dilues denses dans les conduites de transport pneumatique. Nous avons d'abord observe le comportement de ces ecoulements gaz-solide dans les portions droites etablies et dans les changements de direction. De nombreuses mesures de pression parietale ont ete ensuite realisees en differents points des conduites afin de determiner les coefficients de perte de pression pour huit materiaux convoyes. Les deux coefficients caracteristiques des pertes de pression dans les portions droites et dans les changements de direction ont ete, par la suite, utilises dans un programme qui permet d'estimer les pertes de pression dans une installation de geometrie et de dimensions quelconques. Ce programme recalcule a chaque metre les grandeurs caracteristiques de l'ecoulement gaz-solide en fonction de la concentration, de la masse volumique et du nombre de froude a la section consideree. Enfin, nous avons compare les coefficients de perte de pression des produits testes avec leurs caracteristiques geometriques et avons propose une equation estimant la perte de pression engendree par un coude

Analyse de l'influence de certains parametres sur le processus de tranfert de charges electriques au moment du contact d'une particule solide avec une plaque metallique. Etude de la charge d'impact en fonction de l'inclinaison de la plaque, de sa position et de sa charge initiale. Analyse theorique de l'ensemble des phenomenes d'ehd lies au transport pneumatique, en particulier des chutes de pression. Resultats experimentaux dans le cas de deux phases d'ecoulement : ecoulement en phase diluee et ecoulement en phase dense discontinue

Dans le contexte du développement d’une agriculture durable, il est nécessaire d’optimiser le coût énergétique des opérations agricoles tout en garantissant des temps de travaux courts ainsi que la qualité des opérations réalisées. Cette question concerne en particulier l’opération du semis qui est déterminante pour la qualité de la future récolte. Les semoirs de grande capacité et à haute productivité conçus aujourd’hui se doivent d’être compatibles avec cet ensemble de contraintes. L’enjeu essentiel de cette thèse est donc d’élaborer une méthodologie innovante et utilisant des outils de modélisation dans le but de réduire la consommation énergétique des matériels de semis. En suivant cette logique, nous avons étudié quatre aspects clef de la conception des semoirs pneumatiques : la manœuvrabilité des semoirs poly-articulés, l’établissement des conditions du transport pneumatique des semences et des engrais, l’optimisation des systèmes de répartition des semences ou des engrais, et enfin les aspects énergétiques du mode d’introduction des semences dans le circuit pneumatique. Chaque modélisation a été précédée par une phase expérimentale de détermination des phénomènes majoritaires influençant le processus étudié. Ensuite une modélisation du processus étudié, basée sur la simulation des effets du phénomène majoritaire identifié a pu être mise en œuvre et des conclusions, appuyées par des essais expérimentaux, proposées quant à la conception des semoirs pneumatiques. L’étude de la manœuvrabilité des ensembles poly articulés a démontré qu’il était possible de proposer et de tester un modèle explicatif de prédiction de trajectoires adapté aux engins agricoles. Cette approche ouvre la voie à l’optimisation et à de nouvelles méthodes d’automatisation de manœuvres complexes, notamment des demi-tours en bout de champ. Il est par ailleurs possible de démontrer qu’une trémie en position arrière permet de réaligner plus rapidement la barre de semis après une manœuvre. L’étude des conditions du transport pneumatique a montré notamment que l’établissement de conditions de transport correctes au niveau des sorties de la tête de distribution conditionne l’ensemble de la conception du circuit de distribution de la matière. L’étude des systèmes de répartition des semences a permis d’expliquer l’origine des principaux défauts de répartition observés et notamment l’importance de l’adéquation entre le coude et la conduite verticale qui précède la tête de répartition des semences. Ces résultats ont ouvert la voie à l’étude de la mise en place de systèmes d’anticipation et de correction de ces défauts. Enfin l’étude comparée de deux systèmes d’introduction de la matière dans un circuit pneumatique a montré que du point de vue énergétique les systèmes pressurisés sont plus intéressants que les systèmes injecteurs
In the context of sustainable farming, the optimization of the energy costs of agricultural operations allows shorter working times and high quality of the agricultural operations. This question relates particularly to the seeding. This operation one is decisive for the quality of the future harvest. The modern high capacity seed drills must be compatible with all the constraints. The main goal of this PhD thesis is thus to develop an innovative methodology, integrating the modeling tools, in order to reduce the energy consumption of the heavy seeding equipment. Thus, we explored four key aspects concerning air seed drill design: maneuverability of poly-articulated seed drills; establishment of the pneumatic conveying conditions of seeds and fertilizers; seed distribution accuracy optimization, and finally the energy aspects of the air stream loading systems. Each modeling was preceded by a preliminary experimental phase, defying the majority phenomena influencing the studied process. The modeling of the studied process and the conclusions (supported by experimental trials) have been proposed for the design of air seed drills. The study of maneuverability of poly-articulated agricultural machines showed that it was possible to get and test an explanatory model of trajectory prediction adapted for agricultural machines. This approach opens the way for optimization and automation of complex operations, including U-turns on headlands. We showed that a towed behind storage hopper (air-cart) allows faster realignment of the coulter bar after maneuvers. The study of pneumatic conveying conditions showed that the establishment of the correct conveying conditions in the outlets after the dispensing head defines the entire design of the distribution system. The study of seed distribution systems explains that the origin of the low distribution accuracy is caused in particular by the elbow and the vertical pipe before the dispensing head. These results open the way for the development of anticipation systems and correction of these defects. Finally the comparative study of two air-stream loading systems has showed that from the energy point of view the pressurized systems are more interesting than the injectors systems
В рамках концепции устойчивого развития, необходимо учитывать энергетический аспект, сохраняя при этом эффективность использования рабочего времени и качества выполнения сельскохозяйственных операций. Особенно, это касается операции посева, определяющей в наибольшей степени будущий урожай. Современные широкозахватные зерновые сеялки и посевные комплексы вписываются в рамки устойчивого сельского хозяйства. Главной целью данной диссертации является разработка действенной методики проектирования пневматических сеялок, применяя методы моделирования и оптимизации, с целью уменьшения энергопотребления. Таким образом, мы использовали причинно-следственный подход для энергетической оптимизации четырех определяющих параметров: маневренность многозвеньевых посевных машин, обоснования необходимых условий пневмотранспорта, оптимизация распределения посевного материала, и ввода материала в магистральный трубопровод. В дополнение, снижение энергопотребления не должно сказываться на качестве выполнения технологического процесса посева. Моделирование каждого процесса, является следствием длительной экспериментальной фазы, посвященной определению наиболее значимых факторов, для каждого отдельного явления. В результате моделирований, симуляций и анализа, были составлены практические рекомендации, для конструкторов пневматических сеялок. Изучение маневренных характеристик многозвеньевых агрегатов позволило предложить и испытать физическую модель, позволяющую предопределить траекторию движение каждого звена машинно-тракторного агрегата. Такой подход позволяет автоматизировать выполнение наиболее сложных маневров (например, разворотов в конце гона). Кроме всего было показано, что заднеприцепные бункера позволяют более быстрое выравнивание агрегата после разворота. Изучение условий пневмотранспорта, позволило установить оптимальные, с точки зрения энергосбережения, параметры пневмотранспорта на выходе из распределительной головки, что послужило исходными данными для расчета характеристик пневмотранспорта в целом. Исследование процесса распределения семян в распределительной головке вертикального типа, позволило определить причины неравномерного распределения семян между выходными трубопроводами, в частности влияние отвода и вертикального трубопровода. На основании полученных данных, было предложена система устройств, позволяющих избежать возникновения завалов в системе, при минимальных энергопотерях. Сравнительные исследования двух систем ввода материала в магистральный трубопровод, позволили заключить, что питатели с наддувом являются менее энергоемкими по сравнению с питателями эжекторного типа