Étude expérimentale des écoulements liquides dans un garnissage de distillation

par Manasa srinivas iyer Periyapattana

Projet de thèse en Génie des procédés

Sous la direction de Hervé Duval.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec LGPM - Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux (laboratoire) et de CentraleSupélec (2015-....) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 02-01-2018 .


  • Résumé

    Le but de la thèse est d'étudier les différents mécanismes de passage de la phase liquide d'une surface de garnissage à l'autre. Nous nous proposons d'examiner respectivement : (1) le transfert de liquide entre faces d'une même feuille via les perforations ; (2) le transfert de liquide au niveau des bords des feuilles ; (3) le transfert de liquide entre feuilles adjacentes au niveau des points de contact entre corrugations. Chaque mode de redistribution du liquide (1, 2 ou 3) sera examiné expérimentalement à l'échelle locale des perforations, corrugations et zones de contact entre feuilles de garnissage. A partir des données obtenues, nous construirons un modèle physique pour chaque mode que nous extrapolerons aux conditions cryogéniques des colonnes d'Air Liquide. A partir de ces acquis, nous pourrons alors proposer des voies d'amélioration des garnissages et tester ces nouvelles idées. Notre configuration de base sera un écoulement de film tombant le long d'une feuille d'aluminium inclinée ou verticale. La plaque pourra être alimentée sur une ou deux faces. L'épaisseur du film sera mesurée à l'aide d'une caméra rapide et d'un plan laser. L'écoulement pourra être caractérisé par PIV, vélocimétrie par images de particules. Ces différents outils sont actuellement disponibles au LGPM. Nous prévoyons en outre l'achat d'un système de mesure d'épaisseur de film par imagerie confocale chromatique pour des mesures locales et précises.

  • Titre traduit

    Experimental study of the fluid flow in the structured packings of distillation process


  • Résumé

    The aim of the thesis is to study the different transfer mechanism of the liquid phase from one surface of the structured packing to another surface. To achieve this, we will examine the following: 1. The transfer of liquid between the 2 faces of each structured packing through the perforations. 2. The transfer of the liquid from the borders of sheet of the structured packings. 3. The transfer of the liquid at the contact point of the corrugations between adjacent structured packings. Each of the above phenomenon will be examined experimentally at the local scale perforations, corrugations and contact areas between structured packing. From the data obtained, we will propose a physical model for each mode that we will extrapolate to the cryogenic conditions of the Air Liquide distillation columns. From these results, we will then be able to propose ways to improve the structured packings and test these new ideas. The configuration of the experimental set up will be a falling film on an inclined or vertical aluminium plate. The plate can be fed on one or both sides. The thickness of the film will be measured using a fast camera and a laser plane. The flow can be characterized by PIV (Particle Image Velocimetry). These different tools are currently available at the LGPM. We are also planning to purchase a chromatic confocal imaging film thickness measurement system for local and precise measurements.