- Semestre(s) : s9
- 2 crédits ECTS
- Durée : 21 H
Mots clés :
Modélisation Multiphasique Particules Phases dispersées
Contact(s) :
- Jean-Pierre BELLOT, Professeur
Pré-requis
Dynamique des fluides, transferts en milieux multiphasiques, turbulence
Objectif général
Le traitement des effluents industriels et ménagers (liquide et gazeux) s’opère pratiquement toujours dans des milieux multiphasiques, et l’efficacité de la séparation se mesure non seulement avec le rendement massique, mais aussi avec des critères de taille et de composition (exemples : traitements des eaux usées par flottation, des poussières, des effluents radioactifs contaminés). Ce cours est destiné à apporter aux étudiants les connaissances fondamentales pour aborder ce sujet difficile, avec une analyse qui va de l’échelle mésoscopique de la particule à l’échelle macroscopique du procédé.
Programme et contenu
- Forme et morphologie des particules (solide, bulle, goutte), notion de fonction de distribution de probabilité
- Interaction particule-phase continue, bilan exhaustif des forces
- Modélisation hydrodynamique de la phase discrète- Calcul lagrangien de trajectoires en laminaire puis en turbulent. Notion de croisement de trajectoires.
Mini projet sur la modélisation (usage de Fluent) du comportement d’un nuage de particules en régime turbulent en fonction de l’inertie des particules. - Interaction particule-particule. Présentation des bilans de population et applications en germination, croissance et agglomération. Noyaux d’agglomération en écoulement turbulent.
Mini-projet sur la simulation du comportement de poussières dans un réacteur industriel.
Compétences
- Connaître : Caractériser les morphologies entre différents types de particules. Exprimer les critères définissant la dynamique de particules dans un écoulement turbulent. Appréhender les descriptions d'une population en terme de variables internes.
- Comprendre : Expliquer le rôle des forces s'appliquant sur une particule. Identifier les niveaux d'interaction entre phase dispersée et continue. Saisir le sens physique des moteurs de collision entre particules.
- Appliquer : Établir un bilan de force sur une particule et savoir simplifier les termes négligeables. Formuler un bilan de population, et les conditions aux limites.
- Analyser : Identifier les mécanismes principaux, et faire des choix de modélisation. Comparer le comportement dynamique et interactif de la phase dispersée en fonction des conditions d'écoulement et des propriétés des particules.
- Synthétiser : Rédiger un rapport en soulignant à la fois les méthodes employées, et en exploitant les résultats.
- Évaluer : Choisir les grandeurs pertinentes pour évaluer quantitativement le comportement de la phase dispersée. Calculer l'efficacité du procédé à séparer la phase dispersée.
Evaluations :
- Contrôle continu
- Oral, soutenance
- Projet
- Rapport
