ETUDE DES CARACTERISTIQUES GLOBALES ET LOCALES D'UN ECOULEMENT DE SUSPENSION SOLIDE-LIQUIDE EN CONDUITE HORIZONTALE PDF Download
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LES EXPERIENCES EFFECTUEES ONT PORTE SUR CERTAINES CARACTERISTIQUES LOCALES ET GLOBALES DE L'ECOULEMENT SOLIDE-LIQUIDE EN CONDUITE HORIZONTALE. LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES ETUDIEES SONT: LA MESURE DU CHAMP DES VITESSES, LA DETERMINATION DE LA DISTRIBUTION DE CONCENTRATION DES PARTICULES SOLIDES EN SUSPENSION ET LA MESURE DE LA PERTE DE CHARGE; LA MESURE DE LA VITESSE DE GLISSEMENT LOCALE ET LA DETERMINATION SIMULTANEE DES PROFILS DE CONCENTRATION DU TRACEUR ET DES PARTICULES SOLIDES; LA PROPOSITION D'UN MODELE SOUS FORME D'UNE LOI A PUISSANCE ENGLOBANT TOUS LES PARAMETRES LOCAUX ET GLOBAUX POUR LA DETERMINATION DE LA VITESSE MOYENNE DE GLISSEMENT SOLIDE-LIQUIDE DE L'ECOULEMENT. CE TRAVAIL A NECESSITE UNE AMELIORATION DE LA METROLOGIE PARTICULIERE UTILISANT LA METHODE DE VELOCIMETRIE A ULTRASONS PULSES
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LES EXPERIENCES EFFECTUEES ONT PORTE SUR CERTAINES CARACTERISTIQUES LOCALES ET GLOBALES DE L'ECOULEMENT SOLIDE-LIQUIDE EN CONDUITE HORIZONTALE. LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES ETUDIEES SONT: LA MESURE DU CHAMP DES VITESSES, LA DETERMINATION DE LA DISTRIBUTION DE CONCENTRATION DES PARTICULES SOLIDES EN SUSPENSION ET LA MESURE DE LA PERTE DE CHARGE; LA MESURE DE LA VITESSE DE GLISSEMENT LOCALE ET LA DETERMINATION SIMULTANEE DES PROFILS DE CONCENTRATION DU TRACEUR ET DES PARTICULES SOLIDES; LA PROPOSITION D'UN MODELE SOUS FORME D'UNE LOI A PUISSANCE ENGLOBANT TOUS LES PARAMETRES LOCAUX ET GLOBAUX POUR LA DETERMINATION DE LA VITESSE MOYENNE DE GLISSEMENT SOLIDE-LIQUIDE DE L'ECOULEMENT. CE TRAVAIL A NECESSITE UNE AMELIORATION DE LA METROLOGIE PARTICULIERE UTILISANT LA METHODE DE VELOCIMETRIE A ULTRASONS PULSES
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ON RAPPELLE LA CLASSIFICATION DES MATERIAUX ET DES REGIMES D'ECOULEMENT DES MELANGES LIQUIDES-SOLIDES ET LES LOIS CLASSIQUES CORRESPONDANTES. ON ETUDIE LES POSSIBILITES D'UTILISATION ET L'ETALONNAGE D'UN TUBE DE VENTURI POUR LA MESURE DU DEBIT. POUR LES ECOULEMENTS DE SUSPENSIONS EN CONDUITE L'ANALYSE DIMENSIONNELLE PERMET D'EXPRIMER LA PERTE DE CHARGE PAR UNE RELATION SIMILAIRE A CELLE DU FLUIDE TRANSPORTEUR SEUL. ON ETUDIE EXPERIMENTALEMENT L'EVOLUTION DU COEFFICIENT DE PERTE DE CHARGE EN FONCTION DES TERMES APPARAISSANT DANS LA RELATION ISSUE DE L'ANALYSE DIMENSIONNELLE. ON MONTRE AUSSI QUE LA PERTE DE CHARGE PEUT ETRE REDUITE PAR L'ADDITION AU MELANGE LIQUIDE-SOLIDE DE TRES FAIBLES QUANTITES DE PARTICULES DE PETIT DIAMETRE
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Les écoulements gaz-solide occupent une place importante dans le vaste cadre des écoulements à plusieurs phases. Leur intérêt est grand dans de nombreux domaines : convoyage pneumatique, pollution, génie chimique [...]. Dans cette étude, nous nous sommes limités à l'écoulement en conduite horizontale d'une suspension diluée de particules solides dans l'air.
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Actuellement l'état des connaissances sur l'hydrodynamique et la thermique des écoulements de suspensions newtoniennes et non newtoniennes ne permet pas de bien appréhender les problèmes liés à la stérilisation des écoulements chargés en particules dans l'industrie alimentaire. A ce jour, l'influence de la phase des particules solides sur l'écoulement n'est toujours pas très bien connue et pourtant c'est elle qui détermine la rhéologie du mélange et donc toute la Thermomécanique de ces écoulements. Les objectifs de ce travail expérimental sont de vérifier si les modèles rhéologiques établis pour des suspensions de particules de structure microscopique peuvent s'appliquer à des suspensions de "grosses" particules et d'expliquer les problèmes liés aux mécanismes de transfert de chaleur entre la suspension et la paroi. Les études menées, ont montré que le modèle de milieu effectif est efficace dans l'analyse de la perte de charge pour les fluides newtonien et non newtonien, en régimes laminaire et turbulent en situation isotherme. La migration latérale des particules vers l'axe de la conduite contribue à la modification de la rhéologie du mélange. La sédimentation observée et les interactions entre le fluide porteur et les particules sont à l'origine de la non homogénéité des suspensions en écoulement isotherme. Le transfert thermique est influencé par les particules. Le développement de la couche limite thermique est perturbé par la présence des particules. L'objectif est la maîtrise de la stérilisation en continu, des fluides alimentaires chargés de particules, par procédés thermiques. Le fluide porteur s'organise en anneau monophasique qui entoure la zone des particules au centre du tube. Cette organisation de l'écoulement chargé est néfaste puisqu'il fait émigrer les particules vers la zone froide où la stérilisation est difficile.
Author: XIN-SHENG.. YANG Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE D'UN ECOULEMENT DISPERSE EST FAITE DANS LE DOMAINE D'ENTREE D'UN CONDUIT CYLINDRIQUE HORIZONTAL. TROIS QUANTITES INITIALES DE LIQUIDE SONT INJECTEES DANS UN ECOULEMENT GAZEUX CARACTERISE PAR DES NOMBRES DE REYNOLDS DIFFERENTS. CETTE ETUDE EXPERIMENTALE EST REALISEE AVEC DEUX TYPES D'ENTREE DU CONDUIT: PROFILEE ET A BORD VIF. NOUS MONTRONS QUE LA FRACTION MASSIQUE DU LIQUIDE EN SUSPENSION EVOLUE LONGITUDINALEMENT DANS LE DOMAINE D'ENTREE. LA CHUTE DE PRESSION EN ECOULEMENT DISPERSE DEPEND DE LA FRACTION MASSIQUE INITIALE DU LIQUIDE INJECTE. NOUS PROPOSONS UNE MODELISATION D'ECOULEMENTS DIPHASIQUES A PARTIR D'UN MODELE D'ECOULEMENT MONOPHASIQUE. NOTRE MODELE TIENT COMPTE DE LA COUCHE LIMITE DYNAMIQUE, DE LA MODIFICATION DE LA TURBULENCE DE LA PAROI DUE A LA RUGOSITE DES GOUTTELETTES A L'INTERFACE ET DE LA TURBULENCE DANS LE CORPS POTENTIEL DUE A L'ENTREE A BORD VIF. NOUS COMPARONS LES VALEURS CALCULEES DES PARAMETRES CINETIQUES ET DYNAMIQUES DE L'ECOULEMENT TURBULENT AVEC NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX AINSI QUE CEUX PRESENTES PAR D'AUTRES CHERCHEURS. LA CONCORDANCE THEORIE/EXPERIENCE DE CES VALEURS NOUS PERMET DE PROPOSER UNE RELATION D'EVALUATION DE LA CHUTE DE PRESSION DANS LE DOMAINE D'ENTREE D'ECOULEMENTS DISPERSES EN FONCTION DE LA FRACTION MASSIQUE INITIALE DU LIQUIDE INJECTE ET DU TYPE D'ENTREE DU CONDUIT. CETTE RELATION EST BASEE SUR CELLE PROPOSEE PAR SOLIMAN DANS LE DOMAINE ETABLI EN LUI APPORTANT DES MODIFICATIONS POUR POUVOIR L'APPLIQUER DANS LE DOMAINE D'ENTREE
Author: Ziad Ben Mohamed Zarrouk Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 145
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Ce travail propose un modèle mathématique permettant de décrire le comportement thixotrope des suspensions de laponite. Ce modèle de comportement est élaboré afin de contrôler les propriétés physicochimiques de la suspension. Dans un premier temps, nous avons utilisé un modèle simple cinétique découlant directement du modèle d'Herschel-Bulkley. Par la suite nous avons mis en avant le modèle à double cinétique développé au cours de ce travail. Par la suite grâce aux techniques de mesures rhéologiques classiques, les protocoles de détermination des paramètres de ces deux modèles ont été mis en place. Une étude à l'échelle locale du comportement du fluide permettait de mieux comprendre comment s'organise la structure de la suspension en écoulement. Dans cette perspective nous avons, grâce à la technique de vélocimétrie par images de particules (PIV), réalisé des mesures de champs de vitesses locales. Ceci nous a permis d'observer le comportement de la suspension dans ses différents états, en écoulement et au repos. De plus, cette étude nous a permis de mettre en évidence dans le cas de la géométrie employée "disques coaxiaux", la formation d'un cône statique dont la taille dépend de la vitesse imposée au disque tournant. L'étude de la validité et de la bonne adéquation du modèle développé passe par une étude comparative mettant en jeux d'une part le modèle déjà existant d'Herschel-Bulkley et notre modèle. Une étude numérique faisant appel au code de calcul commercial Star-CD a été effectuée. Les deux modèles utilisés ont été introduits dans le code et des simulations ont été effectuées. La comparaison entre les résultats des mesures de PIV et les simulations ont mis en évidence que le modèle mis en place est plus représentatif de la physique de l'écoulement de la suspension de laponite que le modèle d'Herschel-Bulkley.
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La présente thèse a pour objectif de mieux comprendre le comportement des suspensions de particules solides dans des matrices fluides gélifiées. Les écoulements laminaires à faibles nombres de Reynolds et des effets plastiques importants sont considérés. Avant d'entamer l'hydraulique des suspensions, une étude des interactions entre deux particules mesurées par l'évolution de la traînée a été menée. Une corrélation permettant de prédire le critère de stabilité des particules en interactions a été proposée. L'étude du comportement rhéologique des suspensions en fonction de la concentration en particules solides et en fonction des propriétés des matrices fluides a été précisée. Dans la partie traitant de l'hydraulique des suspensions, les écoulements des suspensions dans une conduite cylindrique horizontale sont considérés. Cette partie débute par l'étude de la dynamique des particules dans un champ d'écoulement d'un fluide viscoplastique. Ensuite, les phénomènes de structuration des particules solides sous écoulement ont été étudiés. Les effets collectifs qui se présentent soit par la formation des chaînes de particules, soit par la collision entre les particules ont été précisés. Le cas de migration sous écoulement de fines particules de flottabilité nu]]e a été traité dans la dernière. partie. Enfin, les mécanismes de sédimentation de particules de flottabilité non nu]]e ainsi que la prédiction du critère de stabilité des suspensions en écoulement ont été présentés.
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DANS LE CADRE D'UN PROJET EUROPEEN F.L.A.I.R., L'ETUDE DU LEMTA-CNRS A PORTE SUR UN MELANGE DE SPHERES DANS DES LIQUIDES NEWTONIENS ET NON NEWTONIENS DE VISCOSITES OU CONSISTANCES VARIABLES. LA GEOMETRIE D'ECOULEMENT SE DIVISE EN UN TUBE SIMPLE SUIVI D'UNE SUCCESSION DE CONVERGENTS-ELARGISSEMENTS BRUSQUES DESTINES A BRASSER LE FLUIDE. UN ELEMENT CHAUFFANT EN CUIVRE, IDENTIQUE A LA GEOMETRIE, A PERMIS DE DETERMINER LES COEFFICIENTS D'ECHANGE LIQUIDE-SPHERE ET LES LOIS DE TRANSFERT DE CHALEUR PAROI-MELANGE. UN FILM VIDEO A ETE REALISE POUR SUIVRE LE COMPORTEMENT DES SPHERES BAIGNANT DANS DIFFERENTES CONCENTRATIONS NON NEWTONIENNES COULANT DANS LE TUBE ET LA GEOMETRIE. IL MONTRE L'ACCUMULATION DE DEBRIS SOLIDES EN AVAL DE L'ELARGISSEMENT BRUSQUE POUVANT CONDUIRE A L'ENCRASSEMENT DANS LE CAS DE FORTES CONCENTRATIONS DE SPHERES. LE SECOND RESULTAT MONTRE L'APPARITION PRECOCE DE LA TURBULENCE DANS LA GEOMETRIE, A DES NOMBRES DE REYNOLDS FAIBLES (RE=200). POUR LE TUBE, L'INTRODUCTION DE SPHERES ACCROIT LA PERTE DE CHARGE ET RENFORCE LE CARACTERE NON NEWTONIEN DU MELANGE. UNE PREMIERE CAMPAGNE DE MESURE PAR VELOCIMETRIE LASER A DONNE LE CHAMP DE VITESSE DANS LA GEOMETRIE COMPLEXE. UNE DEUXIEME CAMPAGNE METTANT EN UVRE LA TECHNIQUE ELECTROCHIMIQUE, A PERMIS L'IDENTIFICATION DES REGIMES D'ECOULEMENT DIPHASIQUES. DANS LA GEOMETRIE, LE GRADIENT DE VITESSE PARIETAL EST NETTEMENT ACCRU POUR LES MELANGES LIQUIDES NON NEWTONIENS-SPHERES. DE MEME, ON CONSTATE UN ACCROISSEMENT DU TAUX DE FLUCTUATION DU GRADIENT PARIETAL DE VITESSE. LES DIFFERENTES SOLUTIONS NON-NEWTONIENNES ETUDIEES ONT MONTRE UNE ETROITE DEPENDANCE DU GRADIENT PARIETAL DE VITESSE AVEC LES INTERACTIONS PARTICULE-LIQUIDE, LA VISCOSITE DU LIQUIDE SUSPENDANT LIMITANT LES PROPRIETES DIFFUSIONNELLES DES SPHERES. CECI A ETE CONFIRME PAR L'ETUDE THERMIQUE
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ON ETUDIE L'INFLUENCE DES PARTICULES FINES SUR LA TURBULENCE D'UN ECOULEMENT DE SUSPENSION POLYDISPERSE (GROSSES ET FINES PARTICULES). POUR CELA, NOUS AVONS PROCEDE DANS UN PREMIER TEMPS A LA MESURE DES VITESSES MOYENNES LOCALES DES PARTICULES ET DU FLUIDE PORTEUR AINSI QU'AUX VALEURS QUADRATIQUES MOYENNES LOCALES DES FLUCTUATIONS DE VITESSE EN ECOULEMENT MONODISPERSE. EN CORRELANT LA VITESSE ET LE DIAMETRE DES PARTICULES POUR CHAQUE CLASSE DE DIAMETRES, NOUS AVONS PU METTRE EN EVIDENCE UNE VITESSE DE GLISSEMENT ENTRE LES PARTICULES SOLIDES ET LE FLUIDE PORTEUR. NOUS AVONS DETERMINE PAR AILLEURS L'INTENSITE DE TURBULENCE POUR LE FLUIDE PORTEUR ET DES ECOULEMENTS MONODISPERSES POUR QUATRE CLASSES DE DIAMETRE (0,1; 0,3; 0,5 ET 1 MM) ETUDIANT AINSI L'INFLUENCE DE LA CONCENTRATION DE TRANSPORT SUR L'INTENSITE DE TURBULENCE. EN MESURANT LES PERTES DE CHARGE EN ECOULEMENT MONODISPERSE PUIS POLYDISPERSE, NOUS AVONS VERIFIE QUE LA PRESENCE DE PARTICULES FINES REDUISAIT LE FROTTEMENT POUR LES GROSSES PARTICULES. LES MESURES DE TURBULENCE EN ECOULEMENT MONODISPERSE (GROSSES PARTICULES), PUIS EN ECOULEMENT POLYDISPERSE (GROSSES ET FINES PARTICULES), NOUS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UNE REDUCTION DE LA TURBULENCE ACCOMPAGNANT LA REDUCTION DE FROTTEMENT
Author: Ana Lùcia da Mata Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 408
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LES CARACTERISTIQUES D'EXPANSION D'UN LIT FLUIDISE EN PRESENCE DE MELANGEURS STATIQUES SONT ETUDIEES. EN PREMIER LIEU, CETTE ETUDE EXAMINE LES CARACTERISTIQUES HYDRODYNAMIQUES GLOBALES ET LES CARACTERISTIQUES DETAILLEES DE L'ECOULEMENT DU LIQUIDE EN MESURANT LE CHAMP DE VITESSE AU-DESSUS DU LIT FLUIDISE. LES ESSAIS SONT REALISES SUR UNE COLONNE DE 0,15 M DE DIAMETRE ET LES MESURES DE VITESSE SONT EFFECTUEES PAR ANEMOMETRIE DOPPLER A LASER. L'UTILISATION DES MELANGEURS STATIQUES A MONTRE L'EFFET BENEFIQUE DE CES DISPOSITIFS SUR LA STABILITE HYDRODYNAMIQUE ET SUR L'AUGMENTATION DU DOMAINE DES VITESSES DU LIQUIDE UTILISABLE. DEUX CORRELATIONS, FONCTION DU DIAMETRE DES PARTICULES SOLIDES ET DU DIAMETRE HYDRAULIQUE DU MELANGEUR STATIQUE, SONT PROPOSEES POUR EVALUER LA POROSITE DU LIT FLUIDISE EN PRESENCE DE MELANGEURS STATIQUES ET LE FACTEUR DE FLUIDISATION F (RAPPORT ENTRE LES VITESSES SUPERFICIELLES DU FLUIDE AVEC ET SANS GARNISSAGE). LA CONTRACTION DU SOLIDE PROVOQUEE PAR LES MELANGEURS STATIQUES S'EXPLIQUE PAR UNE HETEROGENEITE DU LIT FLUIDISE AVEC L'EXISTENCE DE ZONES MORTES ET DE PASSAGES PREFERENTIELS. UNE ANALOGIE EST FAITE AVEC LES SYSTEMES FLUIDISES INCLINES ET UNE INTERPRETATION GLOBALE EST PROPOSEE EN CONSIDERANT QUE LE LIT FLUIDISE EST CONSTITUE DE PLUSIEURS ZONES ELEMENTAIRES, CHACUNE D'ELLES ETANT CARACTERISEE PAR UNE VITESSE DE LIQUIDE ET UNE POROSITE SPECIFIQUE. DANS UNE DEUXIEME PARTIE, UNE APPLICATION DES MELANGEURS STATIQUES EST REALISEE POUR LA RECUPERATION DES PROTEINES DU LACTOSERUM PAR CHROMATOGRAPHIE D'ECHANGE D'IONS EN MILIEU FLUIDISE. PLUSIEURS ESSAIS SONT EFFECTUES A DES CONDITIONS DE FLUIDISATION TRES DIFFERENTES. UNE COMPARAISON EST FAITE ENTRE LES PERFORMANCES EXPERIMENTALES ET LES RESULTATS ISSUS DES MODELES MATHEMATIQUES POUR EVALUER L'EFFICACITE DE MELANGE DE SOLIDE EN PRESENCE DE MELANGEURS STATIQUES
Author: MOHAMED ABDELHAFID.. TALBI
Author: MOHAMED ABDELHAFID.. TALBI
Author: RABESON.. RATSIMIALARIVO
Author: Benoît Oesterlé
Author: Fanou Zinsou Benoît Fagla
Author: XIN-SHENG.. YANG
Author: Ziad Ben Mohamed Zarrouk
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Author: Ana Lùcia da Mata