Sciences et Technologies des Poudres : Partie Opérations unitaires

La fluidisation des solides par un gaz

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• Notion de minimum de fluidisation

  • Le minimum de fluidisation : sa mesure et son calcul théorique et pratique

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  • Exercice : Calcul des vitesses minimales de fluidisation de lots de particules

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• Les régimes de fluidisation à lit captif

  • Expansion du lit fluidisé et bullage

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  • Conséquences pour le classement des solides

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• Les régimes de fluidisation à lit transporté

  • Détection et régimes de fluidisation

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  • Technologies et régimes de réacteurs de fluidisation

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  • Récapitulatif des régimes d'écoulement d'un fluide en milieu poreux

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Stockage et Manutention des poudres

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Mécanique granulaire

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• Statique d'un tas de sable

  • Observation: angle de talus

    • • Tas de sable à sa limite de stabilité
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  • Le frottement granulaire

    • • Équilibre de la surface du tas de sable
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    • • Cisaillement d'un milieu dense
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  • Mécanique des milieux coulombiens : critère de Coulomb et cercle de Mohr

    • • Rupture le long d'un plan de glissement
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    • Équation de Rumpf

      • • Rupture en traction
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    • Forces interparticulaires

      • Forces capillaires

        • • Ménisques microscopiques ancrés sur des aspérités en contacts (gauche) et ménisque macroscopique (droite)
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    • Cercles de Mohr et rupture

      • • Contraintes sur une facette orientée d'un angle alpha par rapport à la direction principale maximale
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      • • Contraintes sur une facette orientée d'un angle alpha par rapport à la direction principale maximale
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      • • Cercle de Mohr et orientation de la facette de rupture par rapport aux directions principales
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      • • Cercle de Mohr et orientation de la facette de rupture par rapport aux directions principales
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  • Poudres cohésives ; problème de la détermination de l'angle de repos

    • • Coin de poudre cohésive à l'équilibre sur tout plan incliné
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    • • Tas de sable à sa limite de stabilité
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• Statique d'un silo

  • Frottement à la paroi

    • • Critère de rupture effectif à la paroi
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  • Calcul de Janssen

    • • Méthode des tranches de Janssen
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    • • Cercles de Mohr admissibles
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  • Exercice : Constantes de Rankine

    • • Cercles de Mohr admissibles
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Dimensionnement des silos

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• Problématique

  • • Écoulement en masse (gauche) ou en noyau (milieu et à droite) avec présence de zones mortes
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  • • Arrêt d'écoulement par formation d'arche (gauche) ou d'une cheminée
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• Caractérisation des propriétés d'écoulement d'une poudre

  • Lieux cinématiques de rupture

    • En volume

      • • Schéma de la cellule de Jenike
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      • • Courbes force de cisaillement en fonction du déplacement pour un échantillon sur-consolidé (a), à l'état critique (b) et sous-consolidé (c)
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      • • Construction d'un lieu cinématique de rupture
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      • • Ensemble de plusieurs lieux cinématiques de rupture pour différentes consolidations
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    • À la paroi

      • • Cellule de Jenike : lieu cinématique de rupture à la paroi
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      • • Lieu cinématique de rupture à la paroi
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• Exploitation

  • Fonction d'écoulement

    • Contrainte de clef de voûte maximale

      • • Contrainte d'une arche
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      • • Équilibre d'une arche
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    • Contrainte principale maximale

      • • Contrainte principale maximale pour une consolidation donnée
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      • • Fonctions d'écoulement pour une poudre très cohésive, moins cohésive et non cohésive
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  • Angle de friction effectif

    • • Définition du coefficient de friction effectif
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• Dimensionnement des silos

  • Diamètre d'ouverture

    • • Consolidation et contrainte de clef de voûte pour une arche dans une trémie conique
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    • • Charte de Jenike pour une trémie conique
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    • • Contrainte minimale de clef de voûte pour éviter la formation d'une arche stable
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