Simulation de l'hydrodynamique et des transferts de matière et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe PDF Download
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Book Description
Ce travail est consacré à la modélisation et simulation de l'hydrodynamique et des transferts de matière liquide/paroi et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe et à écoulement monophasique de liquide et diphasique (gaz-liquide) à co-courant vers le bas (RCLFA). En modélisation, l'approche utilisée est du type "bilans de populations", développée par Kashiwa et Rauenzahn (1994). Dans le but de fermer le système d'équations, plusieurs modèles phénoméno- logiques d'interactions fluides/solide et gaz/liquide sont utilisés. Dans le cas des réacteurs gaz/liquide à lit fixe et à écoulement à co-courant vers le bas, les simulations de l'hydrodynamique et du transfert de matière liquide/paroi sont effectuées en régime ruisselant et dispersé. En plus, de l'étude de ces deux régimes, la simulation du régime pulsé induit est traitée Toutes les simulations ont été réalisées à l'aide du code de calcul CFDLib. Les résultats obtenus sont comparés aux mesures expérimentales précédemment effectuées au laboratoire, et aux corrélations de la littérature. Enfin, en ce qui concerne le transfert de chaleur, la simulation d'un lit fixe et à écoulement monophasique est abordée notamment à l'aide des modèles à une et à de!Jx températures. Ces études ont donné lieu à des résultats encourageants, qui vont servir de base à de prochaines études dans le domaine des écoulements en lit fixe avec réaction chimique.
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Ce travail est consacré à la modélisation et simulation de l'hydrodynamique et des transferts de matière liquide/paroi et de chaleur dans les réacteurs à lit fixe et à écoulement monophasique de liquide et diphasique (gaz-liquide) à co-courant vers le bas (RCLFA). En modélisation, l'approche utilisée est du type "bilans de populations", développée par Kashiwa et Rauenzahn (1994). Dans le but de fermer le système d'équations, plusieurs modèles phénoméno- logiques d'interactions fluides/solide et gaz/liquide sont utilisés. Dans le cas des réacteurs gaz/liquide à lit fixe et à écoulement à co-courant vers le bas, les simulations de l'hydrodynamique et du transfert de matière liquide/paroi sont effectuées en régime ruisselant et dispersé. En plus, de l'étude de ces deux régimes, la simulation du régime pulsé induit est traitée Toutes les simulations ont été réalisées à l'aide du code de calcul CFDLib. Les résultats obtenus sont comparés aux mesures expérimentales précédemment effectuées au laboratoire, et aux corrélations de la littérature. Enfin, en ce qui concerne le transfert de chaleur, la simulation d'un lit fixe et à écoulement monophasique est abordée notamment à l'aide des modèles à une et à de!Jx températures. Ces études ont donné lieu à des résultats encourageants, qui vont servir de base à de prochaines études dans le domaine des écoulements en lit fixe avec réaction chimique.
Author: François Lesage Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 150
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La première partie de ce travail traite de la modélisation et de la simulation de l'hydrodynamique et du transfert de matière dans les réacteurs à lit fixe arrosés. Le milieu poreux a été considéré comme un continuum par prise de moyenne des équations de transport microscopiques. Différents modèles prenant en compte l'effet de paroi de notre système ont été proposés, résolus et confrontés à des résultats expérimentaux. Les résultats obtenus sont assez satisfaisants, et ont permis de choisir les modèles les plus appropriés. Des modèles plus complexes, établis grâce aux résultats expérimentaux, devraient permettre d'améliorer la qualité des simulations. Dans une seconde partie, l'étude locale de l'hydrodynamique a été menée, essentiellement à l'aide de microélectrodes insérées dans Un pore, qui permettent la mesure par voie électrochimique des gradients de vitesse. En écoulement de liquide seul, les limites des régimes d'écoulement ont été déterminées. On a pu confirmer le comportement turbulent à fort débit et caractériser l'écoulement du fluide au sein d'un pore, notamment à l'aide des auto- et intercorrélations des mesures. Enfin, nous avons utilisé un modèle de renouvellement de surface couplé à la méthode VITA (Variable Interval Time Averaging) pour calculer le gradient de vitesse moyen. En écoulement gaz-liquide, la technique électrochimique est moins intéressante. Nous avons par contre pu caractériser les écoulements pulsés là, l'aide de sondes de pression en paroi.
Author: Maria Teresa Colli Serrano Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 133
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L'ETUDE DE L'HYDRODYNAMIQUE ET DU TRANSFERT DE CHALEUR A LA PAROI DES REACTEURS CATALYTIQUES A LIT FIXE EN ECOULEMENT ARROSE A CO-COURANT DESCENDANT (RCLFA) OU NOYE A CO-COURANT ASCENDANT (RCLNA) DE GAZ ET DE LIQUIDE EST PRESENTEE ICI. LES MESURES EXPERIMENTALES ONT ETE OBTENUES SUR UNE COLONNE DE 3,3 M DE HAUT ET 100 MM DE DIAMETRE GARNIE DE BILLES DE VERRE DE DIAMETRE DE 2 A 6 MM, CHAUFFEE A LA PAROI. LE GAZ UTILISE EST DE L'AZOTE: ON UTILISE PLUSIEURS LIQUIDES AFIN D'ETUDIER L'INFLUENCE DE LEURS PROPRIETES PHYSIQUES: EAU, SOLUTIONS D'ETHYLENE GLYCOL A 40 ET 60% EN MASSE, SOLUTION DE PENTANOL A 1,5%. LES PROFILS RADIAUX DE TEMPERATURES SONT MESURES DANS LE LIT, ET LES PARAMETRES DE TRANSFERT THERMIQUE-CONDUCTIVITE THERMIQUE RADIALE EQUIVALENTE DU LIT ET COEFFICIENT DE TRANSFERT DE CHALEUR A LA PAROI, SONT OBTENUS PAR MINIMISATION DE L'ECART ENTRE LES PROFILS MESURES ET LES PROFILS CALCULES PAR UN MODELE PSEUDO-HOMOGENE A ECOULEMENT PISTON. EN ECOULEMENT GAZ-LIQUIDE, L'HYDRODYNAMIQUE A UNE GRANDE INFLUENCE SUR LE TRANSFERT, ON A DONC AUSSI ETUDIE LES REGIMES D'ECOULEMENT, LA PERTE DE CHARGE ET LA RETENTION LIQUIDE. ON ETUDIE L'INFLUENCE DES CONDITIONS EXPERIMENTALES (DEBITS DE FLUIDES, TAILLE DE PARTICULES, REGIMES D'ECOULEMENT, PROPRIETES DU LIQUIDE) SUR LES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES ET DE TRANSFERT DE CHALEUR, OBTENUS EXPERIMENTALEMENT EN ECOULEMENT MONOPHASIQUE DE LIQUIDE ET EN ECOULEMENT BIPHASIQUE DE GAZ ET DE LIQUIDE. LES RESULTATS SONT COMPARES AUX RESULTATS DE LA LITTERATURE. DES CORRELATIONS ORIGINALES SONT PROPOSEES. UNE ETUDE COMPARATIVE ENTRE LES RCLNA ET RCFA EST AUSSI PRESENTEE
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LE PRESENT TRAVAIL CONCERNE UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE L'HYDRODYNAMIQUE ET DU TRANSFERT DE MATIERE LIQUIDE/SOLIDE A LA PAROI D'UN REACTEUR A LIT FIXE PAR DEUX APPROCHES COMPLEMENTAIRES: L'APPROCHE GLOBALE A L'ECHELLE MACROSCOPIQUE ET L'APPROCHE LOCALE A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE. LA METHODE POLAROGRAPHIQUE, FONDEE SUR LA MESURE DU COURANT LIMITE DE DIFFUSION D'UNE SUBSTANCE ELECTROACTIVE PRESENTE EN FAIBLE QUANTITE AU SEIN DE LA SOLUTION LIQUIDE, A ETE UTILISEE. DEUX CONFIGURATIONS D'ECOULEMENT ONT ETE CONSIDEREES: L'ECOULEMENT MONOPHASIQUE DU LIQUIDE ET L'ECOULEMENT GAZ/LIQUIDE A CO-COURANT VERS LE BAS. L'INFLUENCE DU NOMBRE DE SCHMIDT (NATURE DU LIQUIDE) A ETE ANALYSEE DANS LES DIFFERENTS REGIMES HYDRODYNAMIQUES PROPRES A CHAQUE CONFIGURATION D'ECOULEMENT. APRES UNE DESCRIPTION DETAILLEE DU MONTAGE EXPERIMENTAL ET DES METHODES DE MESURES DES PARAMETRES HYDRODYNAMIQUES ET DU TRANSFERT DE MATIERE, UN INTERET PARTICULIER A ETE PORTE A LA MISE AU POINT DU SYSTEME DE MESURE, EN PRESENCE ET EN ABSENCE DE GAZ, AFIN D'ASSURER UNE BONNE QUALITE DES MESURES. DANS CHAQUE CONFIGURATION, LES REGIMES D'ECOULEMENT, LES PERTES DE CHARGE ET LE TRANSFERT DE MATIERE ONT ETE DETERMINES. UN TUBE EN NICKEL PLATINE (MACROELECTRODE) A ETE UTILISE POUR MESURER LE TRANSFERT GLOBAL DE MATIERE, ALORS QUE DES MICROELECTRODES EN PLATINE, SUR PAROI CONDUCTRICE, ONT PERMIS DE MESURER LE TRANSFERT LOCAL. LES MEMES MICOELECTRODES, MAIS EN PAROI INERTE, ONT PERMIS D'ANALYSER L'HYDRODYNAMIQUE A L'ECHELLE LOCALE. EN PLUS DES TECHNIQUES DU TRAITEMENT CLASSIQUE DU SIGNAL, L'APPROCHE FRACTALE A ETE UTILISEE POUR CARACTERISER LES PERFORMANCES DES REACTEURS A LIT FIXE A TRAVERS L'ETAT DU MELANGEAGE DE LA PHASE LIQUIDE. TOUS LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT ETE SYSTEMATIQUEMENT CONFRONTES AUX PREDICTIONS DE LA LITTERATURE. EN TRANSFERT DE MATIERE, DES CORRELATIONS PROPRES DE NOS MESURES SONT PROPOSEES AVEC UNE ANALYSE STATISTIQUE DES PARAMETRES UTILISES POUR LEUR ETABLISSEMENT. DES COMPARAISONS ENTRE LES TRANSFERTS DE MATIERE ET DE CHALEUR ONT ETE EFFECTUEES AFIN DE METTRE EN EVIDENCE DES ANALOGIES ENTRE CES DEUX PHENOMENES DE TRANSPORT
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HYDRODYNAMIQUE ET CINETIQUE PHYSIQUE DES REACTEURS A RUISSELLEMENT, DANS LE DOMAINE DES GRANDS DEBITS DE FLUIDES ET PRINCIPALEMENT AVEC DES LIQUIDES NON AQUEUX. LES ETUDES ONT ETE EFFECTIEES DANS UNE COLONNE DE 5 CM DE DIAMETRE GARNIE SUR UNE HAUTEUR MAXIMALE DE 2 M, AVEC DES SPHERES OU DES CYLINDRES. ON A PROPOSE DES CORRELATIONS POUR REPRESENTER: LES PERTES DE PRESSION ET LES TAUX DE RETENTION; LES AIRES INTERFACIALES ET LES COEFFICIENTS DE TRANSFERT GAZ-LIQUIDE; LES COEFFICIENTS DE TRANSFERT THERMIQUE A LA PAROI
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Etude des conditions opératoires optimales et du meilleur catalyseur pour le procédé d'hydrofinissage des huiles lubrifiantes égyptiennes. Hydrodynamique (perte de charge, retenue) des écoulements à co-courant vers le bas avec des liquides organiques visqueux, non visqueux et moussants dans des réacteurs remplis de garnissages industriels. Détermination de l'aire interfaciale de contact gaz-liquide et des coefficients volumiques de transfert de matière coté liquide et coté gaz, par technique chimique en milieu liquide organique et aqueux
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Les normes de plus en plus sévères sur la teneur en soufre des produits pétroliers amènent à améliorer les performances des réacteurs d'hydrodésulfuration, tant par la recherche de catalyseurs plus efficaces que par un perfectionnement du procédé. Un problème majeur des réacteurs à lit fixe, utilisés pour conduire ces réactions, est la distribution du liquide et du gaz sur le solide. Dans ce contexte, une étude de l'hydrodynamique, du transfert de chaleur particule-fluide et surtout de la distribution du liquide au sein du réacteur a été entreprise. Ces expériences ont été réalisées dans des conditions proches du cas réel, notamment par l'utilisation d'extrudés polylobés. Néanmoins ces mesures ont aussi été menées avec un solide sphérique pour permettre une comparaison avec les résultats de la littérature. Une augmentation des vitesses superficielles de gaz ou de liquide provoque une augmentation des pertes de charge et du coefficient de transfert de chaleur et une amélioration de la distribution des phases. La saturation du liquide est une fonction croissante de la vitesse du liquide et décroissante de la vitesse du gaz. Une diminution de la taille du solide ou l'utilisation d'extrudés amène à une hausse des pertes de charge, de la saturation et du transfert de chaleur. Les extrudés favorisent la dispersion radiale du liquide. En milieu inhibiteur de coalescence, la formation de mousse cause une forte augmentation des pertes de charge, une diminution du transfert de chaleur et une forte ségrégation de l'écoulement des phases gaz et liquide. La qualité de distribution des phases en entrée de réacteur s'avère jouer un rôle primordial sur l'écoulement dans le lit. Cependant le contrôle de cette qualité ne suffit pas à s'affranchir des problèmes de distribution dans le lit.
Author: Farouk Soltana
Author: Farouk Soltana
Author: François Lesage
Author: Maria Teresa Colli Serrano
Author: Didier ROS
Author: Badie Ibrahim Morsi (auteur d'une thèse de sciences.)
Author: ABBAS.. NADERIFAR
Author: MUBIAR.. PURWASASMITA
Author: Mohamed Shaker Azzaz
Author: Céline Marcandelli
Author: Badie I.. Morsi