Écoulements de liquide dans un empilement de sphères : expérimentation locale et simulation fine à l'échelle d'un pore

par Thibault Dumas

Thèse de doctorat en Génie des Procédés

Sous la direction de Abderrazak Latifi et de François Lesage.

Le président du jury était Gérard Valentin.

Le jury était composé de Abderrazak Latifi, François Lesage, Gérard Valentin, Václav Sobolík, François Huet, Pascal Leroy.

Les rapporteurs étaient Václav Sobolík, François Huet.


  • Résumé

    La première partie de ce travail a porté sur la mesure du gradient de vitesse et la direction de l'écoulement local de liquide dans un empilement de sphères. Cette étude a été menée grâce à des micro-électrodes tri-segmentées implantées à la paroi de sphères supports. Ces expériences originales ont en particulier permis de caractériser les recirculations dans le pore suivant les conditions opératoires. La seconde partie a porté sur la simulation numérique de ce même écoulement local. Un écoulement monophasique dans une géométrie complexe représentant exactement le milieu poreux a été simulé. Ces simulations ont été confrontées aux expériences; l'accord est satisfaisant, surtout à faible vitesse. L'inadéquation des modèles de turbulence usuels a été montrée dans notre cas. Enfin, des mesures par Vélocimétrie Laser Doppler ont montré l'intérêt de cette technique, bien que des améliorations soient nécessaires pour obtenir des résultats exploitables sur l'ensemble du milieu

  • Titre traduit

    Liquid flow in a packed bed of spheres : local experiments and pore-scale numerical simulation


  • Résumé

    The first part of this work deals with local measurement of flow direction and velocity gradients in a structured packing of spheres. Tri-segmented micro-electrodes flush mounted at the wall of supporting spheres are used for the measurements. Among other results, these original experiments allowed to charatcerize the flow recirculation within the pore.In the second part, the local liquid flow in the packing was numerically computed. More specifically, the local flow of liquid in a complex geometry was modelled and simulated. Numerical results are in agreement with experiments, especially for low flow rates. Usual turbulence models were shown to be inappropriate for the present case. Finally, some Laser Doppler Velocimetry measurements were carried out and showed the interesting potential of this technique, but improvements are yet to be made to get velocities in the bulk of the bed


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par Institut National Polytechnique de Lorraine [diffusion/distribution] à Vandoeuvre-lès-Nancy

Écoulements de liquide dans un empilement de sphères : expérimentation locale et simulation fine à l'échelle d'un pore


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Informations

  • Sous le titre : Écoulements de liquide dans un empilement de sphères : expérimentation locale et simulation fine à l'échelle d'un pore
  • Détails : 1 vol. (XVIII-180 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-168. Résumé en français et en anglais
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