Mélange des poudres en continu : dynamique et modélisation - Université de Lorraine Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Continuous mixing of powders : dynamics and modelling of flow

Mélange des poudres en continu : dynamique et modélisation

Résumé

Powder mixing processes are essential for a very wide range of industrial sectors. Commonly, the operation is batchwise but with a requirement in industry to mix large throughputs of powders to give a product of constant composition represent an important sector. Therefore continuous mixing are now seen as an alternative to batch mixing processes. This work focus on characterising and modelling particulate flow for pure products and during their mixing operation in a continuous mixer. This work has been realised by measuring the hold up and carrying out RTD experiments under different operating conditions. We have developped an expression relating the spatial times of pure products and the speed of rotation, this expression perfectly fits for different flow regimes and design of the stirrer. RTD's measurements were obtained by injection of colored tracer, they confirm the findings of the hold-up studies previously reported. Two markovian models, 1D and 2D, were developed which represent fairly well the nature of the flow of these products in different operating conditions. The study of the dynamic behaviour of the mixture was done in the same manner as before, the previous developped formula still being perfectly valid even if the RTD's for each product are different. We have also caracterised the mixture homogeneity and the efficiency of the mixer with the help of the vairance reduction ration (VRR). It appears that the agitation provided by the stirrer equipped with blades supported by a frame offers a better efficiency than a classical one. Finally, we have proposed a simple relation which highlights the link between the model's parameter quantifying the axial exchange and the VRR.
La majorité des procédés de mélange mis en oeuvre restent discontinus, mais le besoin s'est fait sentir dans l'industrie pour l'emploi de mélangeurs continus qui assurent une stabilité de l'homogénéité du mélange.. Ces travaux sont basés sur l'étude de l'écoulement de produits " purs " et durant leur mélange au sein d'un mélangeur continu. Ceci a été réalisé par le suivi de l'évolution de la masse retenue et par des mesures de DTS sous différentes conditions opératoires. Nous avons formulé une corrélation reliant le temps de passage des produits purs et durant le mélange à la vitesse de rotation du mobile. Les mesures de DTS nous ont permis de confirmer l'influence des propriétés des poudres et des variables opératoires sur l'écoulement de ces produits. Deux modèles markoviens ont été développés et font intervenir des coefficients d'échange qui représentent la réalité physique de l'écoulement. L'homogénéité du mélange a été suivie en sortie, ce qui nous a permis de quantifier l'efficacité du mélangeur traduite par le facteur de réduction de variance. Enfin, une relation simple entre le coefficient d'échange du modèle et le VRR a été également proposée.
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Dates et versions

tel-01750168 , version 1 (29-03-2018)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01750168 , version 1

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Citer

Khadija Marikh. Mélange des poudres en continu : dynamique et modélisation. Alimentation et Nutrition. Institut National Polytechnique de Lorraine, 2003. Français. ⟨NNT : 2003INPL093N⟩. ⟨tel-01750168⟩
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