Analyse locale du transfert de matière associé à la formation de bulles générées par différents types d'orifices dans différentes phases liquides Newtoniennes : étude expérimentale et modélisation

par Pisut Painmanakul

Thèse de doctorat en Génie des procédés et de l'environnement

Sous la direction de Gilles Hébrard.

Soutenue en 2005

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    De multiples procédés de transfert de matière sont basés sur la dispersion de bulles de gaz dans une phase liquide (contacteurs à bulles). L'objectif général de l'étude est de comprendre les paramètres qui conditionnent le transfert de matière gaz-liquide et donc de maîtriser les performances en condition réelle des contacteurs à bulles. Des outils expérimentaux de caractérisation (analyse d'image) ont été proposés, dans un premier temps, afin d'appréhender l'influence des caractéristiques des membranes flexibles sur l'efficacité du transfert de matière et sur le coût énergétique. L'influence de la physico-chimie (tensio-actifs et vin) a été ensuite étudiée et démontrée sur les paramètres clés que sont le diamètre et la forme de bulles générées, la fréquence de formation, la vitesse d'ascension, le coefficient de traînée et donc l'aire interfaciale d'échange (a). Une nouvelle méthode expérimentale d'obtention du coefficient volumique de transfert de matière (kLa) a été proposée. Couplée à la détermination de l'aire interfaciale (a), elle permet de dissocier les termes kL et a du kLa et donc d'obtenir le coefficient de transfert de matière local côté liquide (kL). Un modèle de prédiction original du coefficient kL basé sur les propriétés physiques et physico-chimiques a été proposé pour comprendre enfin les phénomènes physiques régissant ce paramètre en milieu complexe

  • Titre traduit

    Local analysis of mass transfer relating with a bubble formation from the different types of gas distributors in the different liquid phases (Newtonian) : experimental study and calculating model


  • Résumé

    A large number of technical applications in water treatment, metallurgy, medicine, and a variety of chemical engineering processes are based on mass transfer unit operation involving a dispersion of the gas bubble into the liquid phase (gas bubble reactors). In this study, the objective is to understand the parameters which control the mass transfer efficiency and thus control the reactor performances used in the industrial operating condition. Firstly, by using the membrane gas sparger comparison techniques (image analysis), the influence of different membrane characteristics on the mass transfer efficiency and on the power consumption is observed. Then, the effect of physical chemistry (surfactant and wine) has been studied in term of the generated bubble sizes and forms, the bubble formation frequency, the terminal bubble rising velocity, the drag coefficient and thus the interfaciale area (a). Regarding to the study of mass transfer, the new experimental method for determining the local volumetric mass transfer coefficient (kLa) has been proposed. The liquid side mass transfer coefficient (kL) can be then deduced from the dissociation of kLa by a obtained experimentally. Finally, an original kL determination model based on the bubble physical properties and the physical chemistry of liquid phase has been proposed to provide a better understanding of this parameter

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 267 - IX.5 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 251-266

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005/782/PAI
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