Structure et dynamique de suspensions modeles a 2 et 3 dimensions

par FLORENCE ROUYER

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Dominique Salin.

Soutenue en 1999

à PARIS 11, ORSAY .

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  • Résumé

    Ce travail presente l'etude experimentale de la structure et de la dynamique de billes macroscopiques en suspensions dans deux lit fluidises modeles a deux et trois dimensions pour differentes fractions volumiques de solide. Ces suspensions sont stables et les interactions entre les billes sont purement hydrodynamiques. Dans la premiere experience, les billes sont maintenues dans un plan vertical entre deux plaques paralleles. Par traitement d'images, nous reperons et suivons chaque bille. L'etude de la structure revele que les billes ont plus tendance a etre tres proches les unes des autres et a former des amas que pour un arrangement aleatoire de disques dures. L'etude de la dynamique montre qu'en raison de la friction aux parois, les fluctuations de vitesse d'un element de volume de taille r decroissent en 1/r. Notons qu'en fluidisation, vitesse instantanee et fluctuation de vitesse sont egales car la vitesse moyenne des billes est nulle. La marche au hasard des billes est anisotrope : diffusion normale suivant l'horizontale, hyperdiffusion suivant la verticale. Nous attribuons cette specificite a des deplacements rapides et correles des billes vers le haut dans les zones de faible densite. Cette suspension fluidisee est comparable a un milieu poreux a geometrie variable ou a un milieu granulaire inelastique. Dans la seconde experience, les billes sont fluidisees dans une cellule dont l'epaisseur est de l'ordre de 10 diametres (d). Nous observons un mouvement de convection dans l'epaisseur qui se traduit par un mouvement d'ensemble descendant pour les billes pres des parois qui s'oppose au mouvement ascendant des billes du cur de la suspension. Grace a un dispositif de mesure acoustique nous avons montre qu'il existait une tres grande probabilite de presence des billes sur une fine couche (d/50) a moins de d/75 de la paroi. En comparaison a une distribution de spheres dures, la proportion de billes a la paroi est nettement plus importante dans notre experience.


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Informations

  • Détails : 127 p.
  • Annexes : 55 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014252
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