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PEES9AF

Comportement des phases dispersées


Durée : 21 heures

Crédits : 2 ECTS 

Semestre : S9

Responsable(s) :

Jean-Pierre BELLOT, Professeur, jean-pierre.bellot@mines-nancy.univ-lorraine.fr 

Mots clés : Phases dispersées, multiphasique, particules, modélisation

 

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.

 

Programmes et contenus :

  • 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 : 

Niveaux

Description et verbes opérationnels

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.

Évaluations :

  • Test écrit
  • Contrôle continu
  • Oral, soutenance
  • Projet
  • Rapport
  • Aucune étiquette