Avertissement
au visiteur!
Les informations contenues dans
ces pages se veulent aussi exactes que
possible et vous sont proposées en toute bonne foi. Cependant leur
caractère très général fait qu'elles peuvent être inappropriées dans une
situation particulière. Aussi toute application choix ou décision, qui
en
découlerait, doit impérativement être validé par un
expert compétent.
Les régimes d'écoulement sur le plateau
Sommaire de la page:
Sur le plateau, le gaz ou la vapeur chemine verticalement de bas
en haut, traversant la couche de liquide retenue, tandis que le liquide
chemine horizontalement de l'entrée vers le déversoir de sortie. Le gaz
ou la vapeur en traversant la couche liquide, présente des régimes
d'écoulement variables, formant des bulles, des jets, selon les débits.
On cherche généralement à éviter ce régime, car il conduit à une faible efficacité de séparation. Il peut conduire à totalement assécher le plateau.
Parmis les nombreuses corrélations tentant de décrire ce phénomène, celle de MJ Lockett est souvent citée. Elle fait appel à la hauteur de liquide clair sur le plateau, qui représente l'accumulation de liquide sur le plateau. La corrélation de Hofhuis et Zuiderweg est souvent citée pour estimer la hauteur de liquide clair.
On distingue trois régimes d'écoulement:
- Régime d'émulsion (Emulsion Regime)
- Régime de bullage (Froth Regime)
- Régime de pulvérisation (Spray Regime)
Régime d'émulsion (Emulsion Regime)
Lorsque le débit liquide est élevé, son mouvement disperse rapidement le gaz émergeant des trous du plateau. Gaz et liquide forment un mélange homogène.Régime de bullage (Froth Regime)
Le liquide forme une phase continue. Le gaz est dispersé sous forme de bulles de tailles variable, évoluant à des vitesses différentes. C'est le régime le plus courament rencontré.Régime de pulvérisation (Spray Regime)
A très faible débit liquide, le gaz constitue la phase continue et le liquide est dispersé. Il est facilement entrainé par le gaz. La quantité de liquide présente sur le plateau est faible, le temps de contact entre le gaz et le liquide est court, la garde hydraulique en bas de la descente est insuffisante et le gaz peut remonter par la descente.On cherche généralement à éviter ce régime, car il conduit à une faible efficacité de séparation. Il peut conduire à totalement assécher le plateau.
Transition entre régimes de bullage et de pulvérisation
Conditions de la
transition entre bullage et pulvérisation
Corrélation de Hofhuis et Zuiderweg
Les
débit de gaz et de liquide étant fixés par les propriétés des
constituants (volatilité relative, nombre d'étages, taux de reflux),
les plateaux doivent être dimensionnés pour opérer avec la meilleure
efficacité soit en régime de bullage ou d'émulsion. Ils est important
de connaitre les conditions pour lesquelles se produit la transition
vers le régime de
pulvérisation, afin d'éviter de se trouver dans cette situation.Transition Régime Bullage-Pulvérisation
Corrélation de M.J. Lockett
Source: M. J. Lockett, Trans. Inst. Chem. Eng. 1981, 59, 26–34
Un régime de pulvérisation s’établit sur un plateau perforé si:
Corrélation de Hofhuis et Zuiderweg
Source: P. A. M. Hofhuis, F. J. Zuiderweg, Inst. Chem. Eng. Symp. Ser. 1979, 56 (2), 2.2/1–2.2/26
La hauteur de liquide clair peut être estimée par:
avec:
L, G |
débit liquide et gaz (ou vapeur) [kg/s] |
masse volumique du liquide et du gaz [kg/m3] |
|
Ugh |
vitesse du gaz dans les trous [m/s] |
dh |
diamètre des trous [m] |
hcl |
hauteur de liquide clair [m] |
hw |
hauteur du barrage de sortie [m] |
ph |
espacement (pitch) des trous [m] |
Np |
nombre de passes du plateau |
AB |
aire de bullage [m²] |
Lw |
longueur du barrage de sortie [m] |
Parmis les nombreuses corrélations tentant de décrire ce phénomène, celle de MJ Lockett est souvent citée. Elle fait appel à la hauteur de liquide clair sur le plateau, qui représente l'accumulation de liquide sur le plateau. La corrélation de Hofhuis et Zuiderweg est souvent citée pour estimer la hauteur de liquide clair.
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