Interactions entre un solide et un fluide en mouvement
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solides finement divisées dans un milieu aqueux contenant un collecteur (agent qui
facilite l’accrochage des bulles d’air sur le solide). Les particules solides sont isolées
du milieu liquide par une pellicule gazeuse qui contribue à diminuer la masse volumique apparente. Cette opération est surtout utilisée dans la séparation d’un minerai de
sa gangue et dans le traitement des eaux résiduaires. Pour effectuer une flottation
différentielle, il doit être ajouté des activateurs ou des dépresseurs qui vont modifier
les propriétés de surface du solide et favoriser la séparation d’espèces différentes.
Cette opération a été décrite dans H. Fauduet, (2011), Mécanique des fluides & des
solides appliquée à la chimie, Tec & Doc, Paris et ne sera pas reprise dans ce manuel.
2. Grandeurs utilisées dans les systèmes diphasiques
Les composés impliqués dans les systèmes diphasiques peuvent présenter
individuellement des caractéristiques mécaniques très différentes et leur mise en
mouvement est plus ou moins facile en raison de leurs masses volumiques, formes et
viscosités respectives. De plus, l’association entre les diverses espèces induit une
modification de comportement qu’il est nécessaire d’envisager avant d’étudier les
opérations de séparation. Par ailleurs, il est important de définir aussi les grandeurs
caractéristiques du déplacement d’une phase par rapport à l’autre. Certaines propriétés
ont été détaillées dans un précédent manuel (cf. H. Fauduet, (2011), Mécanique des
fluides & des solides appliquée à la chimie, Tec & Doc) et seront uniquement résumées dans ce chapitre.
2.1. Grandeurs relatives à la nature des constituants
2.1.1. Porosité
La porosité (porosity) d’un lit de particules solides (ou d’un gâteau) représente
le pourcentage de vide constitué par les cavités situées à l’intérieur des grains et entre
les particules du lit solide. La fraction de vide entre les particules est appelée la porosité externe (ou interparticulaire). Elle représente la fraction de volume de vide de la
couche de solide utilisable pour l’écoulement du fluide. De plus, la matière solide
contenue dans un grain, n’occupe pas toujours intégralement l’ensemble du volume
délimité par l’enveloppe particulaire. En effet, ces solides possèdent souvent un réseau
de pores à l’intérieur de chaque grain (porosité interne ou intraparticulaire). La porosité est une grandeur adimensionnelle.
Les porosités interviennent chaque fois qu’un solide est associé à un fluide et,
notamment, dans les opérations dans lesquelles il y a passage de fluide à travers un lit
de particules ou d’éléments poreux (filtration, distillation, fluidisation, absorption,
etc.) ou lorsqu’il y a diffusion à l’intérieur des grains (extraction solide-liquide,
adsorption). Dans les premières opérations, c’est la porosité externe qui intervient
alors que dans les secondes c’est la porosité interne qui est importante.
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solides finement divisées dans un milieu aqueux contenant un collecteur (agent qui
facilite l’accrochage des bulles d’air sur le solide). Les particules solides sont isolées
du milieu liquide par une pellicule gazeuse qui contribue à diminuer la masse volumique apparente. Cette opération est surtout utilisée dans la séparation d’un minerai de
sa gangue et dans le traitement des eaux résiduaires. Pour effectuer une flottation
différentielle, il doit être ajouté des activateurs ou des dépresseurs qui vont modifier
les propriétés de surface du solide et favoriser la séparation d’espèces différentes.
Cette opération a été décrite dans H. Fauduet, (2011), Mécanique des fluides & des
solides appliquée à la chimie, Tec & Doc, Paris et ne sera pas reprise dans ce manuel.
2. Grandeurs utilisées dans les systèmes diphasiques
Les composés impliqués dans les systèmes diphasiques peuvent présenter
individuellement des caractéristiques mécaniques très différentes et leur mise en
mouvement est plus ou moins facile en raison de leurs masses volumiques, formes et
viscosités respectives. De plus, l’association entre les diverses espèces induit une
modification de comportement qu’il est nécessaire d’envisager avant d’étudier les
opérations de séparation. Par ailleurs, il est important de définir aussi les grandeurs
caractéristiques du déplacement d’une phase par rapport à l’autre. Certaines propriétés
ont été détaillées dans un précédent manuel (cf. H. Fauduet, (2011), Mécanique des
fluides & des solides appliquée à la chimie, Tec & Doc) et seront uniquement résumées dans ce chapitre.
2.1. Grandeurs relatives à la nature des constituants
2.1.1. Porosité
La porosité (porosity) d’un lit de particules solides (ou d’un gâteau) représente
le pourcentage de vide constitué par les cavités situées à l’intérieur des grains et entre
les particules du lit solide. La fraction de vide entre les particules est appelée la porosité externe (ou interparticulaire). Elle représente la fraction de volume de vide de la
couche de solide utilisable pour l’écoulement du fluide. De plus, la matière solide
contenue dans un grain, n’occupe pas toujours intégralement l’ensemble du volume
délimité par l’enveloppe particulaire. En effet, ces solides possèdent souvent un réseau
de pores à l’intérieur de chaque grain (porosité interne ou intraparticulaire). La porosité est une grandeur adimensionnelle.
Les porosités interviennent chaque fois qu’un solide est associé à un fluide et,
notamment, dans les opérations dans lesquelles il y a passage de fluide à travers un lit
de particules ou d’éléments poreux (filtration, distillation, fluidisation, absorption,
etc.) ou lorsqu’il y a diffusion à l’intérieur des grains (extraction solide-liquide,
adsorption). Dans les premières opérations, c’est la porosité externe qui intervient
alors que dans les secondes c’est la porosité interne qui est importante.