Etude hydrodynamique d'un lit fluidise liquide-solide en presence de melangeurs statiques/
Resume - Les caractéristiques d'expansion d'un lit fluidisé en présence de mélangeurs statiques sont étudiées. En premier lieu, cette étude examine les caractéristiques hydrodynamiques globales et les caractéristiques détaillées de l'écoulement du liquide en mesurant le champ de vites...
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| Resumo: | Resume - Les caractéristiques d'expansion d'un lit fluidisé en présence de mélangeurs statiques sont étudiées. En premier lieu, cette étude examine les caractéristiques hydrodynamiques globales et les caractéristiques détaillées de l'écoulement du liquide en mesurant le champ de vitesse au-dessus du lit flui di sé. Les essais sont réalisés sur une colonne de 0,15 m de diametre et les mesures de vitesse sont effectuées par Anémométrie Doppler à Laser. L'utilisation des mélangeurs statiques a montré l'effet bénéfique de ces dispositifs sur la stabilité hydrodynamique et sur l'augmentation du domaine des vitesses du liquide utilisables. Deux corrélations, fonctions du diametre des particules solides et du diametre hydraulique du mélangeur statique, sont proposées pour évaluer la porosité du lit fluidisé en présence de mélangeurs statiques et le facteur de fluidisation F (rapport entre les vitesses superficielles du flui de avec et sans garnissage). La contraction du solide provoquée par les mélangeurs statiques s'explique par une hétérogénéité du lit fluidisé avec l'existence de zones mortes et de passages préférentiels. Une analogie est faite avec les systemes fluidisés inclinés et une interprétation globale est proposée en considérant que le lit fluidisé est constitué de plusieurs zones élémentaires, chacune d'elles étant caractérisée par une vitesse de liquide et une porosité spécifique. Dans une deuxieme partie, une application des mélangeurs statiques est réalisée pour la récupération des protéines du lactosérum par chromatographie d'échange d'ions en milieu fluidisé. Plusieurs essais sont effectués à des conditions de fluidisation tres différentes. Une comparaison est faite entre les performances expérimentales et les résultats issus des modeles mathématiques pour évaluer l'efficacité du mélange du solide en présence de mélangeurs statiques.#$&Abstract - The expansion characteristics of fluidized beds with static mixers as internals are studied. First, the general hydrodynamic characteristies are examined, then, a more detailed study investigates the liquid velovity field just over the fluidized bed. Experiments have been made in a column 0.15 m in diameter by using Laser Doppler Anemometry as velocity measurement technique. The use of static mixers has proven the efficieney of inereasing the liquid flowrates and the hydrodynamie stability of liquid fluidized beds. Two correlations, both function of the particles diameters and the hydraulic diameter of the static mixers, are proposed to evaluate the bed porosity and the fluidized factor F (ratio between the velocities with and without intemals). The bed contraction phenomenon in fluidized columns with motionless mixers is explained by the formation of an heterogeneous medium induced by channeling zones. An analogy with inclined fluidized beds is made to explain the bed contraction phenomenon developing by many elementary zones with speeific velocities and porosities. In the second part of this work, an industrial application of fluidized beds with intenals is applied to the recovery of the whey proteins by ion exchange chromatography. Many experiments are realized at different fluidization conditions. The experimentally obtained data along with the literature proposed model are used for evaluating the efficiency on solid mixing of the static mixers. |
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