Étude du micro-mélange pour la caractérisation des performances d'échangeurs-réacteurs compacts multifonctionnels

Abstract

Ce travail a pour objectif la caractérisation des différents paramètres nécessaires à l'optimisation et au dimensionnement d'un échangeur-réacteur compact multifonctionnel et l'élaboration d'une méthodologie pour le dimensionnement de ce dernier. L'utilisation d'un échangeur de chaleur en tant que réacteur chimique constitue une évolution importante vers une nouvelle approche des procédés chimiques. Afin de répondre aux contraintes de fonctionnement, il est nécessaire d'avoir une connaissance précise des phénomènes régissant les transferts de matière et de chaleur. Par conséquent, une étude thermo-hydrodynamique ainsi qu'une étude du micro-mélange, basée sur une méthode physico-chimique, ont été réalisées afin de comparer les performances de transfert de matière et de chaleur des différentes géométries étudiées. La base de données établie lors de ces études et une modélisation du procédé a permis d'élaborer une méthodologie pour le dimensionnement d'un échangeur-réacteur.Various design parameters of compact heat exchanger-reactors have been characterized in order to develop a new methodology for their design and optimization. The use of compact heat exchanger as a chemical reactor constitutes a significant break trough towards a new approach of chemical processes. In order to answer the compelling operation requirements, heat and mass transfer phenomena must be precisely investigated. Therefore, by using an original physico-chemical method, micro-mixing and thermo-hydraulics of turbulent flows have been studied to compare heat and mass transfer performance of selected geometries. Based on the results of this study a substantial data base is built. Using this database a novel process modeling has led to a creative design of future compact heat-exchanger reactors.NANTES-BU Sciences (441092104) / SudocNANTES-Ecole Centrale (441092306) / SudocSudocFranceF