Hydraulique des suspensions dans un fluide à seuil d’écoulement

par Othmane Merkak

Thèse de doctorat en Rhéologie, mécanique et physique des matériaux fluides

Sous la direction de Albert Magnin.

Soutenue en 2007

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    La présente thèse a pour objectif de mieux comprendre le comportement des suspensions de particules solides dans des matrices fluides gélifiées. Les écoulements laminaires à faibles nombres de Reynolds et des effets plastiques importants sont considérés. Avant d'entamer l'hydraulique des suspensions, une étude des interactions entre deux particules mesurées par l'évolution de la traînée a été menée. Une corrélation permettant de prédire le critère de stabilité des particules en interactions a été proposée. L'étude du comportement rhéologique des suspensions en fonction de la concentration en particules solides et en fonction des propriétés des matrices fluides a été précisée. Dans la partie traitant de l'hydraulique des suspensions, les écoulements des suspensions dans une conduite cylindrique horizontale sont considérés. Cette partie débute par l'étude de la dynamique des particules dans un champ d'écoulement d'un fluide viscoplastique. Ensuite, les phénomènes de structuration des particules solides sous écoulement ont été étudiés. Les effets collectifs qui se présentent soit par la formation des chaînes de particules, soit par la collision entre les particules ont été précisés. Le cas de migration sous écoulement de fines particules de flottabilité nu]]e a été traité dans la dernière. Partie. Enfin, les mécanismes de sédimentation de particules de flottabilité non nu]]e ainsi que la prédiction du critère de stabilité des suspensions en écoulement ont été présentés.


  • Résumé

    The aim of the present thesis is to understand better the behaviour of the suspensions of solid particles in gelled fluid matrices. A laminar flow at small Reynolds number with inertial effects being negligible and plastic effects being significant was assured. The interaction between two particles during the flow was studied by analysing the drag forces. A correlation permitting to predict the stability criteria of particles in interaction has been proposed. The study of the rheological behaviour of suspensions as function of the solid particles concentration and also as function of the propriety of fluid matrices has been specified. The part dealing with the hydraulic of suspensions flowing in a cylindrical pipe has been started by a basic study of the dynamics of particles in viscoplastic flow field. The flows of the suspensions were in a horizontal cylindrical pipe. Then, the structuring phenomena of solid particles under flowhave been studied. The collective effects showing themselves either by formation of particles chains or by collision between particles have been specified. The case of migration of thin particles has been treated in the last part. The mechanisms of sedimentation of particles as well as the prediction of the criteria of stability of the suspensions in flow have been presented.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (213 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 149 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/INPG/0144/D
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