Similitudes des écoulements en lit fluidisé dense : étude par modélisation et expérimentation de l'interaction acoustique entre le lit et le système de ventilation

par Florian Bonniol

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Lounès Tadrist.

Soutenue en 2009

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) et de Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (Marseille) (autre partenaire) .


  • Résumé

    L’objectif de cette th`ese est de pr´esenter les conditions pour lesquelles un lit fluidis´e peut interagir avec son syst`eme de ventilation et de caract´eriser le changement de dynamique qui en d´ecoule pour le lit. En effet dans le cas d’un lit avec un distributeur `a faible perte de charge, des ondes de pressions g´en´er´ees par les mouvements du lit peuvent circuler jusque dans le pl´enum et interagir avec celui-ci, conduisant `a une modification de la dynamique du lit. Cette probl´ematique est abord´ee suivant trois approches diff´erentes mais compl´ementaires : théorique, exp´erimentale et num´erique. L’approche th´eorique pr´esente une nouvelle gamme de param`etres de similitude associ´ee `a cette dynamique d’interaction. Deux nouveaux param`etres sans dimension, l’un reli´e `a l’influence du distributeur et l’autre `a l’influence du pl´enum, permettent de mettre en ´evidence deux r´egimes d’´ecoulement en fonction de l’existence ou de l’absence d’un couplage constructif entre la dynamique du lit et celle du syst`eme de ventilation. Une approche exp´erimentale permet ensuite d’analyser cette dynamique de couplage pour diff´erentes conditions op´eratoires et de mesurer ´egalement l’efficacit´e des nouveaux param`etres introduits. Cette ´etude s’appuie en particulier sur une m´ethode de traitement du signal r´ecente, la transform´ee de Hilbert Huang, permettant de caract´eriser le contenue fr´equentiel des signaux de pression recueillis. Finalement, dans une derni`ere partie est abord´ee plus pr´ecis´ement, `a partir d’une approche num´erique, la modification de la dynamique diphasique, induite par le couplage acoustique entre le lit et le pl´enum, compar´ee `a la dynamique du lit seul. En prolongement `a ce travail sont pr´esent´es des premiers r´esultats sur l’influence de la condition de compressibilit´e de la phase fluide sur la dynamique du lit pour diff´erentes conditions op´eratoires. La compressibilit´e semble jouer un rˆole important pour certaines configurations de lit qu’il reste `a d´eterminer. . .

  • Titre traduit

    Similarity in dense fluidized bed : study by modelisation and experimentation of the pressure interctions between the bed and the air-supply system


  • Résumé

    The aim of this thesis is to present the conditions for which a fluidized bed can interact with its air-supply system and to characterize the dynamics change associated with the bed. In the case of a bed with a low pressure drop distributor, pressure waves generated by the movements of the bed can propagate into the plenum and interact with it, leading to a modification of the bed dynamics. This issue is discussed according to three different but complementary approaches: theoretical, experimental and numerical. The theoretical approach presents a new set of similitude parameters associated with this dynamics of interaction. Two new dimensionless parameters, one connected to the distributor influence and the other to the plenum influence, allow to highlight two regimes, if there is or not a constructive coupling between the bed and the air-feed system dynamics. An experimental approach then is used to analyze this coupling dynamics for various operating conditions and also to measure the efficiency of the new introduced parameters. This study is caracterized, in particular, by a recent method of signal processing, the Hilbert Huang transform, that allows us to determine the frequential contains in the pressure signal collected. Finally, in a last part, starting from a numerical approach, the modification of the two-phase flow dynamics, induced by the acoustic coupling between the bed and the plenum, compared with the sole bed dynamics is discussed more precisely. In prolongation of this work, first results on the influence of the condition of compressibility of the gas phase are presented on the bed dynamics for various operating conditions. Compressibility seems to play an important role for different bed configurations which it remains to determine. . .

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xv, 174 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.167-174

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
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