Etude et modelisation des ecoulements dans un classeur en vue d'optimiser l'epuration de pate a papier sur tamis a fentes

par GILLES GREGOIRE

Thèse de doctorat en Mécanique des fluides et transferts

Sous la direction de MICHEL FAVRE MARINET.

Soutenue en 2000

à Grenoble, INPG .

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  • Résumé

    Le classage est une des operations du recyclage du papier. Les fibres remises en suspension sont tamisees au travers de fentes (0,1 mm) qui retiennent les contaminants de taille superieure. Le colmatage est evite par la rotation de pales montees a faible distance du tamis. L'etude numerique (fluent) et experimentale, presentee ici, des ecoulements, en eau uniquement, est une premiere etape dans la comprehension des mecanismes de classage. L'ecoulement dans une section du classeur se decompose suivant trois echelles de longueur. En modelisant le tamis par une surface impermeable mais rugueuse, il apparait que le fluide est entraine par les pales en rotation quasi-solide ; la pulsation de pression decolmatante est un phenomene inertiel resultant du differentiel de vitesse entre le fluide et les pales et de la restriction de section entre le tamis et les pales. Ceci reste vrai pour une paroi permeable mais l'aspiration modifie le frottement en paroi. La configuration numerique, definie pour simuler plus finement la couche limite apparaissant sur le tamis entre deux pales, utilise comme conditions limites l'epaisseur de couche et la vitesse tangentielle calculees pour l'ecoulement tournant. Cette configuration permet d'introduire l'aspiration et d'etendre les lois classiques du frottement a des parois poreuses rugueuses. A partir de cette extension, qui donne des resultats coherents, il est permis de conjecturer la cinematique des fibres dans l'ecoulement de surface et de definir un objectif d'optimisation de la forme des profils de fente. Enfin, l'ecoulement bas-reynolds dans les fentes a ete simule avec des modeles de turbulence adequats en stationnaire dans la zone de classage et en instationnaire en modelisant le passage de la pale par sa pulsation de pression, introduite comme condition limite en entree d'une fente pour le code ainsi que pour un modele simplifie elabore a cet effet. La vitesse debitante entre deux pales, vitesse de classage, a ainsi ete calculee.

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Informations

  • Détails : 277 p.
  • Annexes : 37 ref.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS00/INPG/0006
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS00/INPG/0006/D
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