Fluidisation
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2.3. Pertes de charge et vitesse de fluidisation
23.1. Perte de charge minimale de fluidisation
Lorsque la couche de particules est fluidisée, la friction exercée par le gaz sur
les particules vient juste équilibrer le poids de ces particules. À partir de la vitesse
minimale de fluidisation, la perte de charge, Apf, est constante et est égale au poids
apparent du lit par unité de surface (c/ figure 5.1 B).
Dans une colonne de section, A, un volume Vs de particules définissant un
milieu poreux (de porosité Eo) de hauteur z0, possède un poids apparent (ps - pf) Vs g ;
or Vs= (1 - Eo) z0 A, d'où :
F
APfd = — = (ps - pf) (1 - £o) g z0
(5.7)
2.3.2. Vitesse minimale de fluidisation
2.3.2.1. En régime laminaire
La vitesse minimale de fluidisation, Umin, qui est atteinte au niveau du point A
ou B du graphique de la figure 5.1, peut être déterminée théoriquement en combinant
les équations 5.5 et 5.7. L’expression de umin obtenue pour des particules non sphériques est donc la suivante :
u
Jps-Pf)gfrs 2dsEo
min
36 hk pf(l —e0)
(5.8)
Cette équation peut avoir différentes formes en fonction des valeurs de hk désignées dans le tableau 1.5. D’un point de vue industriel, une difficulté d’utilisation de
cette équation résulte de la connaissance imprécise de Eo- En effet, cette grandeur est
difficile à mesurer et sa mauvaise détermination entraîne une erreur importante sur la
valeur de la vitesse minimale, Umin- On peut contourner ce problème en mesurant Umin
dans un appareil de laboratoire, tel que celui décrit dans la figure 5.1 A.
2.3.2.2. En régime turbulent
En régime turbulent, la vitesse minimale de fluidisation, Umin, peut être déterminée théoriquement en combinant l’équation d’Ergun 5.6 et 1 équation 5.7. L équation
du second degré en Umin obtenue pour des particules non sphériques est la suivante :
6 hB Pf u2
36hkpf(l eq)
_/ _ \
q
,
,
3 Umin + ^2 ,2
_3
&
ds Eo
°S ds
Eo
(5.9)
La résolution de cette équation du second degré permet d accéder à la valeur de
la vitesse minimale.