Modélisation des broyeurs à boulets: effet d'échelle

par Luisa Orozco Ardila

Projet de thèse en Mécanique et Génie Civil

Sous la direction de Farhang Radjai et de Jean-Yves Delenne.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de I2S - Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec LMGC - Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (laboratoire) et de Physique et mécanique des milieux divisés (Pmmd) (equipe de recherche) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    La première étape de fabrication du combustible destiné au réacteur ASTRID est une étape de co-broyage des oxydes d'uranium et de plutonium. Ce co-broyage est réalisé dans un broyeur à boulets. Il permet d'assurer une intimité suffisante (à l'échelle de quelques microns) des poudres pour former une solution solide lors du traitement thermique de frittage. Toutefois, il est actuellement imposible d'extrapoler les résultats obtenus en laboratoire en vue d'une application dans un procédé industriel. Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans ce cadre et vise à développer une méthodologie permettant de mieux comprendre l'influence de la taille des broyeurs sur les caractéristiques des poudres générées. Différents paramètres seront pris en compte comme la distribution de taille des boulets et leur taux de remplissage dans la cuve, la vitesse de rotation du broyeur, la granulométrie de la poudre et le volumen occupé dans les pores entre les boulets. Pour aborder ce problème, des simulations numériques basées sur une approche par éléments discrets seront réalisées pour cartographier les régimes d'écoulements et les relier à la fréquence des chocs et aux énergies dissipées.

  • Titre traduit

    Modeling ball mills: scale effect


  • Résumé

    The first fuel fabrication step for the ASTRID reactor is a step of co-grinding of uranium and plutonium oxides. The co-grinding is performed in a ball mill batch. It allows for adequate privacy (on the scale of a few microns) powder to form a solid solution during the sintering heat treatment. However, it is currently impossible to extrapolate the results obtained in the laboratory for application in an industrial process. The aim of this thesis is to develop a methodology to better understand the influence of the size of mills on the characteristics of powders generated. Mill filling, powder filling, mill rotational speed and size of the grinding media are some of the most important variables of a ball mill. Numerical simulations based on a discrete element approach will be conducted to study the flow regimes, the frequency of shocks and the dissipated energy.