Équation d'un modèle très général qui intègre la rupture, la coalescence et le transport des gouttes et algorithmes de résolution rapide de ces équations. On précise les lois intervenant dans le modèle en faisant une étude expérimentale sur une colonne pulsée à disques et a couronnes. Utilisation du modèle théorique pour tester différents types de lois de rupture, de coalescence et de vitesse de gouttes. Les résultats de simulation sont comparés a ceux obtenus expérimentalement
CE TRAVAIL A POUR BUT D'UNE PART, D'ANALYSER LES MESURES PROVENANT DES CAPTEURS DE PRESSION INSTALLES SUR UNE COLONNE PULSEE D'EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE ET D'AUTRE PART, D'AMELIORER LA COMPREHENSION DE SON COMPORTEMENT HYDRAULIQUE. AINSI, LA PREMIERE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DES MESURES DE PRESSION DIFFERENTIELLE MOYENNES RELEVEES SUR LE FUT D'UNE COLONNE PULSEE. L'INFLUENCE DES DEBITS DES PHASES, DES CONDITIONS DE PULSATION ET DU TAUX DE RETENTION SUR CES MESURES EST PRISE EN COMPTE DANS UNE MODELISATION SIMPLIFIEE DU SIGNAL DE PRESSION. LA SECONDE PARTIE ABORDE LA SIMULATION DU COMPORTEMENT DE LA PHASE DISPERSEE. UN BILAN SUR LA POPULATION DE GOUTTES, QUI TIENT COMPTE DES PHENOMENES DE TRANSPORT, DE RUPTURE ET DE COALESCENCE, PERMET DE DETERMINER LA DISTRIBUTION EN TAILLE DES GOUTTES ET LA RETENTION EN TOUT POINT DE LA COLONNE. LES CARACTERES SPECIFIQUES DU SYSTEME DE PULSATION PNEUMATIQUE SONT INTRODUITS DANS CE MODELE LORS DU CALCUL DES DIFFERENTS TERMES (TRANSPORT, RUPTURE ET COALESCENCE). LA COMPARAISON ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LES SIMULATIONS OBTENUES AVEC LES MEMES CONDITIONS OPERATOIRES PERMET DE TESTER LA VALIDITE DES MODELES PROPOSES
ETUDE EXPERIMENTALE DU CHAMP DES VITESSES PAR UNE TECHNIQUE D'ANEMOMETRIE A LASER. LES REGIMES PERMANENT ET PULSE SONT ETUDIES DANS UNE GAMME DE NOMBRE DE REYNOLDS ALLANT JUSQU'A 15000. ETUDE NUMERIQUE DU CHAMP DES VITESSES PAR INTEGRATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LES REGIMES PERMANENT ET PULSE SONT ETUDIES DANS LE DOMAINE DES ECOULEMENTS LAMINAIRES. ETUDE DU MELANGE AXIAL: MODELE THEORIQUE DECRIVANT L'EFFET DE LA PULSATION SUR UNE CASCADE DE MELANGEURS PARFAITS; ETUDE EXPERIMENTALE MONTRANT QUE CHAQUE DEMI-ETAGE DE LA COLONNE SE COMPORTE COMME UN MELANGEUR PARFAIT
ANALYSE DU FONCTIONNEMENT D'UNE COLONNE PULSEE A DISQUES ET A COURONNES. LE ROLE DU GARNISSAGE D'UNE COLONNE PULSEE EST DE CREER DES CONDITIONS D'ECOULEMENTS TELLES QUE LES PLUS GROSSES GOUTTES DE LA PHASE DISPERSEE SOIENT CASSEES; ON CONTRARIE AINSI LE MECANISME DE COALESCENCE DE MANIERE A CONSERVER UNE BONNE DISTRIBUTION DE LA PHASE DISPERSEE TOUT LE LONG DE LA COLONNE. ETUDE DU MECANISME DE RUPTURE DES GOUTTES A PARTIR DE MESURES DE LA PUISSANCE CONSOMMEE POUR PULSER LA COLONNE. RELATION ENTRE LE PHENOMENE DE RUPTURE DES GOUTTES ET LES CONDITIONS HYDRODYNAMIQUES REGNANT DANS LA COLONNE. MESURE DES VITESSES INSTANTANEES DANS LA COLONNE A L'AIDE D'UN ANEMOMETRE A LASER
CETTE ETUDE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETABLISSEMENT D'UNE PROCEDURE D'AIDE AU DIMENSIONNEMENT ET A L'EXTRAPOLATION DES COLONNES D'EXTRACTION PAR SOLVANT PULSEES MUNIES D'UN GARNISSAGE A DISQUES ET COURONNES. ELLE EST FONDEE SUR L'EXPLOITATION DE CODES DE CALCUL DE MECANIQUE DES FLUIDES. LA PREDETERMINATION A L'ECHELLE LOCALE DES STRUCTURES DE L'ECOULEMENT MONOPHASIQUE DOIT PERMETTRE D'UNE PART D'APPREHENDER LE COMPORTEMENT D'UNE PHASE DISPERSEE CIRCULANT A CONTRE COURANT DANS UN TEL CHAMP HYDRODYNAMIQUE ET D'AUTRE PART D'ETABLIR DES CORRELATIONS PERTINENTES ENTRE LES CARACTERISTIQUES GLOBALES DE FONCTIONNEMENT, TELLE QUE PERTE DE CHARGE OU MELANGE AXIAL, ET LES CONDITIONS OPERATOIRES ET LA GEOMETRIE DE LA COLONNE. L'ETUDE NUMERIQUE A PORTE SUR LA PREDICTION EN REGIME OSCILLANT DES GRANDEURS DE L'ECOULEMENT TURBULENT INSTATIONNAIRE (CHAMP MOYEN, ENERGIE CINETIQUE TURBULENTE, TAUX DE DISSIPATION TURBULENTE,) ET DE LA DISPERSION D'UN TRACEUR AU SEIN DE CET ECOULEMENT. C'EST AUSSI UN MOYEN D'ETABLIR DES DTS NUMERIQUES. LES EVOLUTIONS AU COURS DU TEMPS ET SUR UN CYCLE DE PULSATION DE L'ENSEMBLE DE CES PARAMETRES EN FONCTION DE L'AMPLITUDE ET DE LA FREQUENCE DE PULSATION, DE L' ESPACEMENT ENTRE DISQUE ET COURONNE, DE LA TRANSPARENCE DU GARNISSAGE SONT PRESENTEES ET DISCUTEES EN DETAIL. LES SIMULATIONS SONT EFFECTUEES A L'AIDE DU CODE DE CALCUL ESTET COUPLE A UN MODELE DE TURBULENCE -, POUR VINGT QUATRE COMBINAISONS DIFFERENTES DES PARAMETRES GEOMETRIQUES ET DE PULSATION. LES RESULTATS NUMERIQUES S'ACCORDENT BIEN AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ISSUS DE LA LITTERATURE
L'AMELIORATION DES ALGORITHMES D'INTEGRATION DU MODELE DE POPULATION (EQUILIBRE HYDRAULIQUE AVEC OU SANS TRANSFERT DE MATIERE PERMET LA MISE AU POINT UN OUTIL PEU COUTEUX D'ANALYSE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET DE SIMULATION. DIVERSES COLONNES D'EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE SONT ETUDIEES : PULSEE A PLATEAUX PERFORES, KUEHNI, PULSEE A DISQUES ET COURONNES. PRESENTATION DE L'APPROXIMATION DU MODELE CONTINU PAR LA METHODE DE COLLORATION ORTHOGONALE SUR LES ELEMENTS FINIS
Sections 1-2. Keyword Index.--Section 3. Personal author index.--Section 4. Corporate author index.-- Section 5. Contract/grant number index, NTIS order/report number index 1-E.--Section 6. NTIS order/report number index F-Z.
Le transfert et la dissipation de l'énergie dans une colonne pulsée sont primordiaux car ils conditionnent la taille des gouttes formées. Cette étude propose et valide un modèle de pertes de charge instantanées dans des colonnes à disques et couronnes pulsées pneumatiquement, pour un écoulement monophasique. Le modèle retenu fait intervenir additivement un terme hydrostatique, un terme inertiel, un terme de frottement et les grandeurs cinématiques instantanées de l'écoulement déterminées par une méthode basée sur des mesures de pression. Cette modélisation nécessite l'identification de trois paramètres : un terme de charge hydrostatique, un facteur d'inertie, un facteur de frottement. Une étude des pertes de charge en régime permanent a permis d'établir que ce dernier ne dépend que de la géométrie de la colonne. Une étude du régime pulsé a permis de valider le modèle en présence et en l'absence d'un débit permanent surimposé. Les valeurs des paramètres du modèle sont utilisées comme outil de caractérisation du comportement du système de pulsation et permettent la mise en évidence d'un jeu a la paroi. Ces valeurs ne dépendent pas des propriétés physicochimiques du fluide véhiculé. Le facteur de frottement ne dépend que de la géométrie de la colonne et est identique à celui obtenu en régime permanent. Le modèle proposé permet de quantifier la puissance moyenne dissipée et certaines grandeurs caractéristiques de la turbulence. Le produit amplitude fréquence apparait comme la grandeur caractéristique de la dissipation de l'énergie. Enfin, des éléments permettant l'extension du modèle à des écoulements pulsés diphasiques sont présentés
SYSTEMATIQUE ORIGINALE DE DETERMINATION DE LA CINETIQUE GLOBALE ET DES CONSTANTES PHYSICOCHIMIQUES, APPLIQUEE AVEC SUCCES AU SYSTEME D'OXYDATION DES SULFITES DANS DES MODELES EXPERIMENTAUX DE LABORATOIRE. ETUDE EXPERIMENTALE DE L'AIRE INTERFACIALE ET DES COEFFICIENTS DE TRANSFERT DE MATIERE DANS UNE COLONNE A GARNISSAGE A CONTRE COURANT ARROSEE. METHODE ORIGINALE DE SIMULATION DES PERFORMANCES D'UNE COLONNE A GARNISSAGE A L'AIDE D'UN MODELE EXPERIMENTAL DE LABORATOIRE; DEFINITION DES PARAMETRES DU MODELE ET APPLICATION A LA PREVISION DU TRANSFERT DE MATIERE
