Etude expérimentale de l'hydrodynamique d'un lit fluidisé gaz-particules : analyse des instabilités et des mécanismes d'entraînementdes solides

Experimental investigation of the hydrodynamic instabilities and solid carry-over mechanisms in a gas solid fluidized bed

• Auteur / Autrice : Ali M'chirgui
• Direction : Lounès Tadrist
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Granulométrie

Instabilités hydrodynamiques

Écoulement diphasique

Résumé

Les travaux presentes dans ce manuscrit concernent la caracterisation des instabilites hydrodynamiques dans un lit fluidise gaz-particules. Il s'agit d'une investigation experimentale de l'ecoulement a l'aide de mesures de fluctuations de pression et de visualisation du melange gaz-particules. Cette etude a permit de caracteriser l'origine et le comportement des ondes de pression au sein du lit. Le mouvement fluctuant du lit joue un role important dans les transferts de masse et de chaleur et dans les processus d'erosion au sein des reacteurs a lit fluidise. Dans le regime annulaire, nous avons montre l'existence d'un etat d'ecoulement macroscopique stable et regulier atteint a un debit d'air critique. Cet etat se caracterise par des fluctuations de pression periodiques et des oscillations de hauteur de lit regulieres. En particulier, nous avons identifie la correlation qui existe entre ces deux parametres. La transition du regime annulaire au regime turbulent se traduit par des irregularites au sein du signal de fluctuations de pression. Nous avons identifie experimentalement l'origine de ces instabilites (rupture du cycle annulaire) et nous avons caracterise la frequence d'apparition de ces ruptures (intermittence de type iii). Une approche theorique de ces phenomenes pour predire les caracteristiques des fluctuations de pression a ete mise en place. Le second volet de ces travaux traite de l'influence des fonctions de distribution en taille (fdt) des poudres sur l'hydrodynamique de l'ecoulement dans un lit fluidise et plus particulierement sur l'entrainement des solides. Une analyse experimentale (mesures de debits de solides et analyses granulometriques) et numerique a ete elaboree. En particulier un modele theorique pour la prediction des fdt des solides entraines a ete developpe et valide par nos experimentations.