Instabilite en onde plane dans un lit fluidise liquide-solide

Plane-wave instability in a liquid-solid fluidized bed

• Auteur / Autrice : Maxime Nicolas
• Direction : Elisabeth Guazzelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La fluidisation d'un ensemble de particules solides par un ecoulement de fluide contraire a la gravite est rarement homogene. Nous etudions ici le developpement et l'evolution spatiale d'ondes planes de concentration, qui peuvent etre expliquees par un mecanisme d'instabilite du a l'inertie des particules. Apres une etude lineaire spatiale sur la nature de cette instabilite, une etude experimentale sur un lit fluidise liquide-solide montre que l'instabilite est convective, c'est-a-dire que la suspension se comporte comme un amplificateur de bruit. Pour etablir ce resultat, l'injecteur du lit fluidise a ete muni d'un mecanisme de forcage harmonique de la concentration locale. Ce mecanisme de forcage a egalement permis d'etudier quantitativement le developpement spatial non lineaire de l'onde, qui sature sous la forme d'une onde cnoidale. La comparaison de ces resultats avec une equation d'onde saturee derivee du modele diphasique des lits fluidises permet de deduire que la phase solide ne peut etre decrite comme une phase continue newtonienne, avec une viscosite ne dependant que de la fraction volumique. D'autre part, la forme symetrique de l'onde saturee suggere un equilibre entre la pression de la phase solide et les termes d'inertie responsables de l'instabilite.