Bureau d'études industriels
Fluides et Procédés

Simulation d'un décanteur en écoulement liquide/solide
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Simulation de la décantation de cristaux
dans les eaux mères

Virginie Cros
Joachim Krou


Dans l’industrie de production, les systèmes solides liquides agités sont très largement utilisés dans une vaste gamme d’opérations comme les réactions catalytiques, la cristallisation, le filtrage ou la polymérisation.
La décantation est une technique de séparation liquide solide reposant sur le phénomène de sédimentation. Elle consiste à séparer d’un liquide les particules en suspension en utilisant les forces gravitaires. De nombreux facteurs régissent la séparation liquide solide dont les principaux sont : la taille des particules et leur répartition granulométrique, la concentration en solide qui conditionne, la différence de masse volumique entre le solide et le liquide, la forme des particules solides, la viscosité du liquide.

La société ISOCHEM possède un décanteur à flux vertical travaillant en continu. La suspension à décanter est composée de cristaux et d'eaux mères (eaux saturées).

Ce bureau d'étude est la poursuite d'un travail réalisé lors d'un stage de fin d'étude pour la société ISOCHEM. L'objectif de ce bureau d'études industrielles est de comprendre cet écoulement. Les résultats des simulations monophasique n'étant pas concluants, nous avons décidé de résoudre le problème en diphasique.

La première étape dans la résolution des problèmes multiphasiques est de déterminer le modèle physique le mieux adapté. Pour cela, nous avons étudié le cas simple de sédimentation de particules dans une éprouvette rectangulaire.

Cette éprouvette contient initialement un mélange homogène composé de particules et d’eaux mères (cf. figure A). Lorsque les particules commencent à sédimenter, nous observons trois parties : une partie clarifiée au dessus de la sédimentation, une partie plus concentrée et la dernière partie que l’on appelle “les boues” (cf. figure B). Au bout d’un temps assez long, toutes les particules ont sédimenté et on observe un équilibre entre la partie clarifiée et la partie concentrée (cf. figure C).
Les simulations ci-dessous montrent que les simulations sont représentatives de la réalité à condition de choisir les bons modèles.

Mots clefs : Etude hydrodynamique, Décantation, Saturne_Polyphasique@Tlse

Evolution de la fraction volumique dans le temps
pour une éprouvette verticale
Evolution de la fraction volumique dans le temps
pour une éprouvette inclinée



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