Etude des écoulements fluide-solide dans les lits fluidisés : simulation numérique et analyse des hétérogénéités

Study of fluid-solid flows in fluidized beds : numerical simulation and analysis of heterogeneity

• Auteur / Autrice : Eivind Helland
• Direction : René Occelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique. Énergétique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écoulement diphasique

Modèles mathématiques

Réacteurs à lit fluidisé

Équations d'Euler-Lagrange

Résumé

L'objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des écoulements fluide-particules dans un réacteur à lit fluidisé. Pour cela, nous avons choisi de développer un code de calcul basé sur l'approche Eulérienne-Lagrangienne dans une configuration bidimensionnelle. Cette méthodologie simplifiée permet d'accéder aux grandeurs dynamiques des phases et suivre les trajectoires de chaque particule. Nous avons étudié deux cas distincts. Un premier, relatif à un écoulement diphasique fluide-solide pour une concentration de solide faible (<10%), porte sur l'analyse des hétérogénéités et des structures de clusters. Le second cas correspond à un état de lit fluidisé dense pour mieux comprendre la naissance des bulles et le comportement des hétérogénéités dans les lits fluidisés.

The goal of this work is to contribute to a better understanding of gas-particle flows. We have developed a code based on the Eulerian-Lagrangian approach in a two-dimensional configuration. This method allows us to follow the trajectory of each particle in the riser in order to study the discrete behavior of the solid phase. We have investigated the gas-solid flow both in diluted and dense fluidized beds. In the first case, we studied the clustering behavior of the particles caused by hydrodynamics and modified by collision characteristics. In the second, we investigated a dense bed in order to get a better understanding of the bubble formation, which is linked to porosity perturbations within the bed.