Approche numérique et expérimentale des écoulements générés par un fluide thixotrope dans une cuve agitée

Abstract

L’agitation d’un fluide à seuil rhéofluidifiant et thixotrope est investigué expérimentalement et numériquement. Les champs d’écoulements sont mesurés à trois vitesses de rotations par la vélocimétrie par images de particules dans une cuve agitée standard munie d’une hélice. A la vitesse de rotation la plus élevée, les caractéristiques de l’écoulement sont semblables à celles obtenues en régime turbulent. A mesure que la vitesse de rotation diminue, une caverne se forme, l’écoulement généré au voisinage de l’agitateur se réorganise (jusqu’à devenir essentiellement radial) et la capacité de pompage de celui-ci chute. La simulation numérique des écoulements nécessite la détermination préalable de la loi de comportement rhéologique du fluide modèle, puis l’implémentation de celle-ci via plusieurs modèles (Hershel-Bulkley, Coussot) dans le code de calcul de mécanique des fluides numérique (Ansys CFX 10.0). Une bonne adéquation entre expérience et simulation est constatée à vitesse de rotation élevée.