Formation de dépôts limitée par l'hydrodynamique : étude expérimentale et numérique dans le cas d'un collecteur cylindrique

par David Lucien Robert Masson

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Jean-Bernard Guillot.

  • Titre traduit

    Formation of deposits limited by the hydrodynamics : experimental and numerical study in the case of a cylindrical collector


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  • Résumé

    Nous avons étudié le dépôt de particules non Browniennes sur un collecteur cylindrique en fonction du nombre de Reynolds. Les expériences ont été effectuées dans une cellule transparente permettant à la fois de visualiser la formation du dépôt et de mesurer la vitesse du fluide. Le collecteur est un cylindre de 10 mm de diamètre. La suspension a été préparée à partir d'une solution diluée de KCl et de particules de Rilsan®, granules ayant un diamètre moyen de 0,06 mm, de masse volumique très proche de celle de l'eau. La vitesse du liquide porteur a été mesurée en utilisant la vélocimétrie par images de particules (PIV). Les particules traceuses utilisées pour la PIV sont les particules de Rilsan elles-mêmes. Le tenseur des contraintes visqueuses et la contrainte de cisaillement exercés par le fluide à la surface du collecteur ou du dépôt ont été obtenus en dérivant les données de PIV. La formation du dépôt a été suivie pour des valeurs du nombre de Reynolds, variant de 15 à 90. Pour la plus petite valeur du nombre de Reynolds, la croissance du dépôt est principalement limitée par des avalanches, alors que la croissance du dépôt est limitée par l'érosion pour les plus grandes valeurs du nombre de Reynolds. Dans ce dernier cas après un régime transitoire, le dépôt atteint une forme stationnaire dont les caractéristiques dépendent de la valeur du nombre de Reynolds. Ainsi, la taille et la rugosité du dépôt diminuent à mesure que le nombre de Reynolds de l'écoulement augmente. La contrainte de cisaillement exercée par le fluide sur la surface du dépôt n'est pas uniquement fonction des forces de cohésion comme on pouvait s'y attendre mais dépend également du nombre de Reynolds. En effet, un examen attentif des réentraînements se produisant à la surface indique que les particules sont réentraînées principalement sous forme d'agrégats (plutôt qu'individuellement) et que la taille des agrégats réentraînés diminue à mesure que le nombre de Reynolds augmente.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (V-239 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 130 réf.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TH 63707
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