Simulation 3D instationnaire d’un jet tombant de particules avec un modèle hybride granulaire-cinétique

Abstract

L'écoulement 3D d’un jet tombant de particules fines sortant librement d'un silo est simulé en utilisant l'approche à deux fluides, dite Euler-Euler, et les résultats sont comparés à des données expérimentales. Les simulations montrent que la prise en compte de la viscosité frictionnelle entre les particules et du frottement entre les particules et la paroi a une grande influence sur le débit des particules en sortie du silo et permet de retrouver les valeurs expérimentales. Cependant, la vitesse moyenne verticale des particules en air libre est mal prédite. Les particules tombent en masse, pratiquement sans interaction avec l’air environnant. En revanche, si les évents disposés sur la partie haute du silo sont fermés, les simulations montrent un ralentissement marqué de la vitesse du jet de particules proche des données expérimentales. Cet effet est lié à la remontée de bulles d'air dans le silo dues à la conservation de volume du mélange qui entraine une dispersion radiale des particules.