Modélisation des transferts couplés en milieux poreux : étude du stockage de gaz naturel par adsorption et de la convection naturelle en espace poreux annulaire

par José Paulo Barbosa Mota

Thèse de doctorat en Génie chimique

Sous la direction de Estéban Saatdjian.

Soutenue en 1995

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , en partenariat avec Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy) (laboratoire) .


  • Résumé

    La première partie de la thèse est consacrée à l'étude du stockage de gaz naturel par adsorption. Plusieurs outils théoriques ont été développés, notamment un simulateur bidimensionnel d'un réservoir de stockage permettant d'étudier les phénomènes d'adsorption, l'hydrodynamique et les effets thermiques associés aux remplissages et vidanges des réservoirs avec des géométries et dimensions réalistes. Les simulations ont mis en évidence des variations importantes de la température du stockage lors des remplissages et des décharges rapides. Ces variations de température entrainent des pertes de performance dans le système en réduisant la capacité de stockage. Plusieurs possibilités d'atténuer les changements de température sont discutées. L’influence des résistances diffusionnelles dans le comportement du stockage ainsi que le développement d'une formule pour estimer les temps minimales de remplissage, sont aussi étudiées. Un montage expérimental simple donnant accès à des paramètres physico-chimiques caractéristiques d'un système gaz/adsorbant est proposé. La deuxième partie de la thèse concerne l'étude de la convection naturelle dans un milieu poreux entre deux cylindres isothermes et horizontaux. Pour une couche concentrique et pour des rapports des rayons supérieurs à 1,7, la relation entre le nombre de Nusselt global et le nombre de Rayleigh présente une boucle fermée d'hystérésis associée à la transition entre les régimes stationnaires à 2 et 4 cellules. Pour les rapports des rayons plus petits, la boucle d'hystérésis disparait et des régimes stationnaires avec 2, 4, 6 et 8 cellules sont progressivement obtenus dans la couche à mesure que le nombre de Rayleigh augmente. Pour des nombres de Rayleigh suffisamment élevés, le déplacement judicieux du centre du cylindre interne vers le haut, afin que son centre soit au-dessus du centre du cylindre externe, diminue les pertes thermiques d'environ 10% par rapport au cas concentrique

  • Titre traduit

    Modeling of coupled transport phenomena in porous media : study of natural gaz storage by adsorption and natural convection in porous horizontal annuli


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Informations

  • Détails : 1 vol. (200 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 25 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : École nationale supérieure d'ingénieurs en arts chimiques et technologiques. Médiathèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TEXT 1995 BAR
  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la documentation et de l'édition. BU Ingénieurs.
  • Accessible pour le PEB
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