Écoulement des particules surfaciques des lits granulaires dans les cylindres rotatifs : une approche originale

La simulation des écoulements polyphasiques est actuellement un enjeu scientifique, industriel et économique, important. L’étude des systèmes gaz-solide fait appel à des modèles qui mettent en œuvre l’influence des particules et les effets des collisions sur le transfert de quantité de mouvement. L’objectif principal de ce travail est d’améliorer la compréhension, via des simulations, des écoulements de matière dans les cylindres rotatifs et de proposer une contribution à la caractérisation de leur hydrodynamique. Les simulations réalisées avec le code de calcul FLUENT ont permis de confirmer la faisabilité de l’approche CFD pour les études hydrodynamiques des systèmes granulaires. La mise en œuvre de l’outil de simulation dans son état actuel a permis de réaliser des études de validation des modèles et de comparer les résultats numériques aux données expérimentales. Pour mener cette validation de façon satisfaisante, on aborde des cas de simulations clés sur des cylindres rotatifs à l’échelle de laboratoire pour lesquels il existe une base de données intéressante et diversifiée. De cette validation émane une nouvelle approche sur la configuration de l’écoulement des particules de surface dans les lits granulaire à l’intérieur des cylindre rotatif ; un événement nouveau et important est mis en évidence : les vecteurs de vitesse des particules ne sont pas toujours parallèles à la surface libre, comme il est fait état dans les travaux antérieurs ; à la limite supérieure de la couche active elles forment un angle avec la surface libre, ce qui représente une situation typique des particules qui sautillent (avance par petits sauts) pour se déplacer