Etude Hydrodynamique d'un Lit Fluidisé



Introduction:

     La fluidisation est mis en évidence dans un appareillage simple .Dans un tube de verre, on introduit une hauteur Z0 de particules (Billes de verre) retenues à la base du tube par une grille, et l'on créé un courant de fluide (eau) ascendant dans le tube.


Figure 1

-Les Manipulations:

-  Etalonnage des rotamétres:

-On a mis  en service la colonne de ø 50 (vide).
-Réglage  du débit.
-On a mis la colonne hors service.
-On a ouvert la vanne du tube d'empotage.
-Réglage précis du débit pour que l'indication du rotamétre sera celle soihaitée.
-Mesure du temps d'écoulement d'eau.

-  Mesure de la vitesse de chute des particules:

      On a mis en service un chronométre qui mesure le temps de chute d'une bille dans la colonne de ø 100, on a déduit la vitesse de chute avec plusieurs essais, et on apris la moyenne.


D (cm)
20
20
20
20
20
T (s)
1.25
1.22
1.47
1.25
1.35



La moyenne de T est = 1.308 s






-  Perte de charge à travers la grille50 seule


Q (l/h)
100
200
300
400
600
800
1000
1200
ΔH12 (cm)
0.2
0.3
0.7
1.15
9.5
15.4
29.2
37.1

On travaillera avec la colonne ø = 50mm.
                
                Exprimant Vf et rPg :

Vf=4.Q/ (p.D²)
 

rPg = r.g. rH


Les Valeurs obtenues par les deux relations précédentes :


Tableau de mesures :

Le
Débit(Q*10-5m3/s)
rH (10-3m)
rPg
(N/m²)
Vf
(m/s).10-3
2.78
2
19.6
14.15
5.56
3
29.4
28.31
8.33
7
68.6
42.42
11.11
11.5
112.7
56.58
16.66
95
931
84.84
22.22
154
1509.2
113.16
27.77
292
2861.6
141.43
33.33
371
3635.8
169.74
















-   Perte de charge totale à travers la conduite 100

Vf=4.Q/ (p.D²)

rPt = r.g. rH









Les Valeurs obtenues par les deux relations précédentes :

Tableau de mesures :







·       Calcule du p lit :

p totale = pg100   + ∆p lit

p lit = p totale - pg 100

Formule général des pertes de charge      
 


H=  λ.L .V²/D.2g




   pg 100  =  p.g (λ.L .V²/D100.2g)         pg 50  =  p.g (λ.LV²/D50.2g)

  pg 100   =  p. λ.L .V²/2 D100              pg 50  =  p. λ.L .V²/2D50



Apartir  de la relation suivante :                 V = Q/S           (m/s)

Les pertes de charges deviennent :   pg 100  = 8 p. λ.LQ²/ π ²D5100 
                                                                                                                
                                                             
                                                       

pg 50        =  8 p. λ.L Q²/ π ² D550

 


pg 100  = 1/ 32 pg 50

               Puisque on a :                   D100 = 2 D50

                 Alors     :                           pg 100  = 8 p. λ.LQ²/32 π ² D550

       
         Ce qui nous donne :

 p totale        est la perte de charge totale dans la grille et dans le lit fluidisé.
pg100      est la perte de charge de l’eau à travers la grille de la colonne de
              100mm en fonction de la perte de charge à travers la grille de la            colonne de 50mm.
pg lit         est la perte de charge dans le lit.


A partir de toutes les données précédentes on réalise le tableau suivant :


Le débit Q      (10-5 m3/s)
pg 50
(N/m²)
pg100  (N/m²)
p totale (N/m²)
p lit (N/m²)
11.11
112.7
3.52
29.43
25.91
16.66
931
29.1
68.67
39.57
38.88
2861.6
89.42
176.58
87.16


CONCLUSION



D'après ce TP on avait l'occasion de mieux connaître le phénomène de fluidisation, et de constater  expérimentalement la relation entre la pression et la vitesse du fluide dans une canalisation de diamètre donné.

 





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