Mélange diffusif et réactif dans des réacteurs tubulaires à trajectoires complexes.

Abstract

Ce mémoire a pour objectif l'étude des mécanismes de mélange diffusif et réactif au sein de réacteurs tubulaires dont l'écoulement peut conduire à des trajectoires chaotiques, même à très faible vitesse. Dans une première partie, un réacteur fermé composé de six coudes agencés dans les trois directions de l'espace a été comparé expérimentalement à un réacteur torique plat de même volume. Pour les conditions expérimentales étudiées, l'agencement tridimensionnel des coudes n'apporte pas de gain significatif pour le mélange par rapport à un agencement dans le même plan. Ensuite, deux types de réacteurs ouverts sont comparés. L'efficacité du mélange dans un réacteur en écoulement de Dean alterné et dans un réacteur hélicoïdal est étudié expérimentalement et numériquement. Il est ainsi montré que dans le réacteur en écoulement de Dean alterné, le mélange par advection est plus efficace que dans le réacteur hélicoïdal.The PhD presents the study of the mixing of diffusing and reacting fluids in tubular reactors. The flow can lead to chaotic trajectories, even to very small speeds. First of all, a batch reactor compound of six elbows ordered in the three directions of the space was experimentally compared with a flat toroidal reactor of the same volume. For the studied experimental conditions, the three-dimensional structure of elbows does not bring significant earning for the mixing with regard to a structure in the same plan. Then, two types of opened reactors are compared. The efficiency of mixing in a reactor in alternative Dean flow and in a helical reactor is studied in experiments and numerically. It is demonstrated that the mixing by advection in the reactor in alternative Dean flow is more efficient than is the helical reactor.PAU-BU Sciences (644452103) / SudocSudocFranceF