Contribution à l'étude du transfert thermophorétique, appliqué à l'intensification des processus de séparation gaz/particules en écoulement à phase dispersée

par Benoît Sagot

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels et développement durable

Sous la direction de Gérard Antonini.

Soutenue en 2010

à Compiègne .

  • Titre traduit

    Contribution to the thermophoretic migration study, applied to the gas/particles separation intensification, in dispersed phase flow


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Ce travail de thèse est centré sur l’analyse des possibilités d’amélioration du rendement de capture d’un aérosol par utilisation de l’effet thermophorétique. Les particules liquides mises en oeuvre lors des essais possèdent des diamètres pouvant aller de quelques dizaines de nanomètres à quelques microns. Pour ces tailles de particule, on observe une forte dispersion des coefficients de diffusion thermophorétique Kth évalués avec les modèles disponibles dans la littérature. Une première partie de cette étude se concentre sur une détermination expérimentale du coefficient de diffusion thermophorétique, dans le régime de transition (valeurs du nombre de Knudsen comprises dans la plage 0,1 < Kn < 10), et pour une valeur moyenne du rapport des conductivités thermiques gaz/particule proche de 0,1. Un dispositif expérimental original, basé sur une évolution de la méthode de pénétration classique, a été mis en oeuvre. Il permet une détermination robuste du coefficient de diffusion thermophorétique Kth, et on a pu montrer que le modèle le plus pertinent est celui proposé par Beresnev et Chernyak, tandis que le modèle de Talbot conduit à une surévaluation importante du coefficient Kth dans le régime de transition. La deuxième partie de l’étude concerne l’analyse d’une configuration classique de jet impactant, qui permet d’étudier expérimentalement le couplage entre la dérive inertielle et la migration thermophorétique. On constate que pour toutes les classes granulométriques, une augmentation de l’écart de température jet chaud / paroi froide produit un gain de dépôt. Pour identifier les mécanismes qui produisent cette intensification, un modèle semi analytique a été proposé. Ce modèle a confirmé que l’intensification constatée pour les fines particules est bien due à une migration thermophorétique. Pour des tailles de particules plus importantes, on a établi qu’il existe un couplage entre les deux mécanismes de dérive, qui produit un décalage du diamètre de coupure de l’impacteur, et ainsi une augmentation significative du rendement de dépôt cumulé en masse.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 101 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 SAG 1903
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