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Theses

Multiscale study and modeling of dispersion properties relevant for liquid-liquid extraction : adaptation of breakup and coalescence kernels to industrial processes

Résumé : Ce projet de thèse porte sur l'étude de l'hydrodynamique des dispersions dans les extracteurs liquide-liquide utilisés dans l'industrie du recyclage nucléaire. Dans la première partie du projet, un modèle de bilan de population homogène (0D-PBM), basé sur l'évaluation des taux moyens en volume de coalescence et de rupture, est proposé. La méthode tient compte des inhomogénéités spatiales dans le mélange, notamment de la fonction de densité de probabilité de la dissipation de l’énergie cinétique turbulente dans l’appareil. Le modèle est capable de reproduire les expériences de dispersion liquide-liquide turbulentes à faible viscosité. Dans la deuxième partie de cette étude, un modèle généralisé pour les noyaux de rupture et coalescence, valable pour l’ensemble du spectre de la turbulence, est proposé et validé. La plupart des noyaux disponibles dans la littérature sont basés sur la fonction de structure de second-ordre de Kolmogorov, qui n'est valable que dans le domaine inertiel. Cependant, dans des nombreuses situations rencontrées au niveau industriel, la plupart des gouttes peuvent avoir une taille dans le domaine dissipatif, où la fonction de structure de second-ordre de Kolmogorov ne s'applique pas. Le modèle généralisé est basé sur la fonction de structure de second ordre de Davidson, valable dans tout le spectre de la turbulence. Dans la dernière partie de l'étude, un modèle permettant de simuler le comportement hydrodynamique d'une colonne pulsée est proposé. Le modèle est basé sur un bilan de population 1D, dont les termes source ont été modélisés à l'aide des noyaux de Coulaloglou et Tavlarides généralisés. Les inhomogénéités turbulentes dans la colonne pulsée ont été prises en compte par la fonction de densité de probabilité du taux de dissipation turbulent. Un bon accord modèle-expérience est obtenu en ce qui concerne le diamètre et la concentration moyenne des gouttes dans un compartiment
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https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02505193
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Wednesday, March 11, 2020 - 12:15:08 PM
Last modification on : Thursday, March 12, 2020 - 3:10:23 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, June 12, 2020 - 3:57:07 PM

File

TH2019CASTELLANOSIMONE.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02505193, version 1

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Simone Castellano. Multiscale study and modeling of dispersion properties relevant for liquid-liquid extraction : adaptation of breakup and coalescence kernels to industrial processes. Chemical and Process Engineering. Université de Lyon, 2019. English. ⟨NNT : 2019LYSE1243⟩. ⟨tel-02505193⟩

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