Etude de la variation des configurations d’écoulements diphasiques par la présence d’un mélangeur statique au sein d’une canalisation

Abstract

Le mélange est largement rencontré dans l'industrie. Le choix d'un système d'agitation, pour effectuer les opérations de mélange dépend essentiellement des capacités et de l'efficacité de transfert de masse, ainsi que la consommation d'énergie. Les mélangeurs statiques présentent généralement une consommation d'énergie plus faible et des besoins de maintenance réduits. Une étude expérimentale a été menée afin de caractériser le mélangeur statique de type Kenics (KSM) dans un écoulement monophasique et diphasique. A cet effet, les chutes de pression des écoulements monophasiques et diphasiques à travers un KSM ont été étudiées, pour des nombres de Reynolds liquides et gazeux allant de 8110 ReL 18940 et 1730 ReG 8680, respectivement. De nouvelles corrélations des facteurs de frottement ont été établies pour les écoulements monophasiques et diphasiques montrant un meilleur accord que ceux disponibles dans la littérature. L'approche considérant le mélangeur statique SMX comme un milieu poreux structuré a été appliquée sur le KSM en monophasique. L'énergie dissipée et les temps de mélange caractéristiques monophasiques ont été estimés à partir des données expérimentales. En diphasique, il existe deux phases, ainsi l'influence des deux phases (continue et dispersée) sur les pertes de charges et l'énergie dissipée a été étudiée dans les deux régimes d'écoulement plug et slug en utilisant le modèle drift flux. L'influence de la fraction du vide et de la viscosité diphasique sur les pertes de charges diphasiques a été mise en évidence. Enfin, les temps caractéristiques du mélange diphasique ont été calculés en utilisant l'énergie dissipée diphasique.