Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Réacteurs microstructurés : hydrodynamique, thermique, transfert de matière et applications aux procédés

Résumé : Ce mémoire présente une analyse de l'écoulement et des phénomènes de transfert dans les réacteurs microstructurés, leur influence sur le comportement des réacteurs et les principaux intérêts et domaines d'utilisation des microtechniques en Génie des Procédés. L'hydrodynamique et les temps de passage dans les nombreux canaux parallèles sont finement maîtrisés par un dimensionnement approprié du réacteur. La distribution des temps de séjour, bien que peu étalée dans un microcanal unique, est très dispersée dans le réacteur à cause des singularités de l'écoulement. Néanmoins, ces réacteurs sont adaptés pour la conduite périodique à des fréquences supérieures au Hertz. Le comportement thermique, caractérisé par un effet axial de conduction, induit l'isothermicité des réacteurs métalliques et requiert l'emploi de matériaux peu conducteurs pour maintenir un gradient de température. En régime transitoire, suite à un échelon de température des fluides, la température du réacteur est caractérisée par des temps internes et externes. En transfert de matière, un effet de diffusion axiale dans les microcanaux peut prédominer par rapport à la convection, ce qui augmente le nombre de Sherwood et le rétromélange. Néanmoins, la détermination de paramètres cinétiques étant précise dès que le nombre de Damkohler est faible, ces réacteurs fournissent des conditions favorables pour l'étude de réactions rapides. La synthèse de ces points montre plusieurs avantages des réacteurs microstructurés tels qu'un gain énergétique significatif induit par la structuration de l'écoulement en canaux parallèles. L'intensification des échanges dans ces dimensions limite les risques d'emballement en évacuant la chaleur des réactions exothermiques et permet de miniaturiser une installation à productivité constante. Enfin, les transferts par conduction et diffusion sont favorisés par rapport aux réactions si bien que ces réacteurs sont adaptés aux études cinétiques et au développement de nouveaux procédés limités par ces transferts.
Document type :
Theses
Complete list of metadatas

https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01749796
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 12:28:01 PM
Last modification on : Thursday, January 31, 2019 - 1:27:52 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, September 14, 2018 - 2:19:59 PM

File

INPL_T_2001_COMMENGE_JM.pdf
Files produced by the author(s)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01749796, version 1

Collections

Citation

Jean-Marc Commenge. Réacteurs microstructurés : hydrodynamique, thermique, transfert de matière et applications aux procédés. Alimentation et Nutrition. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2001. Français. ⟨NNT : 2001INPL563N⟩. ⟨tel-01749796⟩

Share

Metrics

Record views

381

Files downloads

800