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Modélisation numérique eulérienne des écoulements gaz-solide avec plusieurs espèces de particules

Patino Palacios, Gaspar. Modélisation numérique eulérienne des écoulements gaz-solide avec plusieurs espèces de particules. PhD, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2007

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Official URL: http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000367/

Abstract

La simulation des écoulements polyphasiques est actuellement un enjeu scientifique, industriel et économique important. L'objectif de ce travail est d'améliorer la compréhension via des simulations des écoulements à deux ou plusieurs phases dispersées et de proposer une contribution à la modélisation et caractérisation de son hydrodynamique. L'étude de systèmes gaz-solides fait appel à des modèles pour mettre en oeuvre l'influence des particules et les effets des collisions dans le contexte du transfert de quantité de mouvement. Ce type d'étude est abordé dans le cadre de ce travail de thèse. Les simulations réalisées avec le logiciel Saturne_polyphasique@Tlse dans le cadre du programme de collaboration entre EDF-R&D et l'Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse ont permis de confirmer la faisabilité de l'approche CFD pour l'étude hydrodynamique de systèmes multiphasiques. Les étapes de validation concernent, d'une part, la mise en oeuvre de l'outil de simulation dans son état actuel pour réaliser des études de validation et de sensibilité des modèles et de comparer les résultats numériques avec les données expérimentales. D'autre part, le développement de nouveaux modèles physiques et leurs implantations dans le logiciel Saturne permettra l'optimisation du procédé industriel. Pour mener cette validation de façon satisfaisante, on aborde des cas de simulations clés, notamment la chambre d'injection monodisperse et la variation de la charge d'injection dans le cas d'un écoulement polydisperse, ainsi que la fluidisation d'une colonne composée de particules solides. Dans ce dernier cas, on a abordé trois configurations de lits fluidisés denses, afin d'étudier l'influence du maillage sur les simulations ; ensuite, on simule l'opération d'un lit fluidisé dense avec lequel on caractérise la ségrégation entre deux différentes espèces de particules. L'étude de l'injection des écoulements polydisperses présente deux configurations ; un écoulement co-courant gaz-particule dans du gaz (Cas Hishida), et d'autre part, un écoulement polyphasique dans une configuration de type jet confiné avec des zones de recirculation et de stagnation (cas Hercule). Les calculs numériques ont été comparés avec les données expérimentales disponibles et ont montré une reproductibilité satisfaisante de la prédiction hydrodynamique des écoulements multiphasiques.

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution: Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT
Laboratory name:
Research Director:
Simonin, Olivier
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