Hydrodynamique des suspensions
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Plan du module
Introduction
Rappel du rôle de l'énergie dissipée dans le fluide
Introduction
Rappels sur les aspects macroscopiques des régimes d'écoulement
Énergie dissipée et cascade des tailles de tourbillons : échelles caractéristiques
Interaction entre l'agitation et le mélange
Exercice : Calcul d'échelles caractéristiques
Le temps de mélange
Influence du solide suspendu dans une cuve sur la dissipation d'énergie ; relation entre mouvement du cristal et tourbillons
Mécanique des suspensions
Équation du mouvement d'une particule isolée
Introduction : bilan des forces
Force de frottement visqueux ou Traînée
Force latérale ou Portance
Force de masse ajoutée
Force de Basset
Équation du mouvement d'une particule dans un fluide
Sédimentation d'une particule isolée
Influence de la fraction volumique
Sédimentation et mise en suspension d'un solide divisé
Introduction
Vitesse minimale de décollage d'une particule du fond
Condition de non-redéposition
Condition limitante
Approche empirique : la vitesse minimale de mise en suspension complète
Exercice : Calcul de la vitesse et de l'énergie minimale de mise en suspension
Cas des suspensions en conduite
Effet de paroi
Mécanique des suspensions : exercices
Exercice : Calcul de la vitesse terminale de chute et du nombre de Reynolds particulaire
Exercice : Calcul du nombre de Reynolds particulaire d'un cristal
Exercice : Calcul de la vitesse terminale de chute d'une particule
Exercice : Influence de la Force de Basset sur la vitesse terminale de chute
Exercice : Écoulement d'une suspension diluée dans un tube vertical
Exercice : Composante radiale de la Force de Basset
Exercice : Sédimentation d'une particule dans un milieu confiné
Exercice : Sédimentation d'une particule dans un milieu confiné et résistance hydrodynamique
Transfert de matière et transfert thermique liquide-solide
Introduction
Transfert de matière autour d'un cristal en suspension
Exercice : Calcul d'un coefficient de transfert de matière solide-liquide en cuve agitée
Transfert thermique entre le liquide et le solide suspendu
Micro-hydrodynamique
Drainage du liquide entre deux particules
Écoulement en milieux poreux
Micro-hydrodynamique : exercices
Exercice : Force de frottement sur un ensemble de particules contenues dans un milieu poreux et perméabilité
Exercice : Calcul de la perméabilité d'un milieu poreux soumis à un écoulement laminaire
Exercice : Calcul de la perte de charge induite dans un milieu poreux d'un milieu poreux contenu dans un cylindre
Exercice : Vitesse terminale de chute
Problèmes techniques liés à la mise en suspension
Introduction
Blindage
Échantillonnage
Granulométrie
Éléments de conception pour les cristallisoirs
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