Contribution à l'étude des écoulements gaz-solide en transport pneumatique et en fluidisation

par Cédric Herbreteau

Thèse de doctorat en Mécanique des milieux fluides

Sous la direction de Christian Philippe, Philippe Traoré et de Roger Bouard.


  • Résumé

    Le manuscrit comporte deux parties : la première partie est une étude expérimentale de l'écoulement diphasique particules solides-air dans deux boucles de transport pneumatique de conceptions et de caractéristiques différentes. Des mesures de pressions et de débits massiques permettent d'établir les diagrammes caractéristiques (diagrammes d'état de type Zenz) et d'en déduire la vitesse minimale de transport (vitesse de saltation). Les résultats de cette étude apportent des données intéressantes sur les différents matériaux solides transportés. De nouvelles lois de corrélation entre le nombre de Froude à la saltation et le taux de charge sont proposées. La seconde partie est une contribution à la simulation numérique des écoulements gaz-solide. L'écoulement de la phase dispersée est modélisé par une approche lagrangienne (méthode des éléments discrets) prenant en compte les interactions particules-particules et particules-paroi. Le couplage avec les équations de la phase continue est assuré par l'introduction, dans les équations de Navier-Stokes, d'une variable taux de vide et par l'ajout d'une force volumique extérieure caractérisant l'influence en retour de la phase dispersée sur l'écoulement du fluide porteur. L'exemple choisi pour la validation du code est un écoulement de type lit fluidisé comportant 50000 particules. On s'intéresse en particulier, au suivi de l'évolution (naissance, croissance, sortie) d'une bulle de gaz au travers du lit.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of gas-solids flows in pneumatic conveying and fluidization


  • Résumé

    The manuscript is made of two parts : the first one is an experimental study of a two-phase flow of air-solids suspensions in two different pneumatic conveying systems. Pressure drops and mass rates measurements alows to establish state diagrams (of Zenz type) and to deduce the minimum transport velocity (saltation velocity). The results got from this study provide interesting data about the different conveyed solid materials. New correlations between the Froude number at the saltation and the loading ratio are propounded. The second part is a numerical simulation of a gas-solid flow. The solid particles flow is described according to a lagrangian approach (discret elements method) which considers particles-particles and particles-walls interactions. The coupling with the gas stream is got, inserting in the Navier-Stokes equations a voidage function and a local external force to characterize fluid-particles interactions. The code is tested by simulating a fluidized bed flow including 50000 particles. We study particularly the development of a gas bubble (appearance, growth, going out) across the fluidized bed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (233 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 113 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05/POIT/2328-B
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