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Opérations unitaires : agitation et mélange Ti452 - Opérations unitaires. Génie

Opérations unitaires : agitation et mélange Ti452 - Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique Réf. Internet : 42486 | 2nde édition PROCÉDÉS CHIMIE - BIO - AGRO Actualisation permanente sur www.techniques-ingenieur.fr Techniques de l’Ingénieur La plus importante ressource documentaire scientifique et technique en français Une information fiable, claire et actualisée Validés par un comité scientifique et mis à jour en permanence sur Internet, les articles Techniques de l’Ingénieur s’adressent à tous les ingénieurs et scientifiques, en poste ou en formation. Outil d’accompagnement de la formation et de la carrière des ingénieurs, les ressources documentaires Techniques de l’Ingénieur constituent le socle commun de connaissances des acteurs de la recherche et de l’industrie. 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Génie de la réaction chimique (Réf. Internet ti452) composé de : • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  IV Industrialisation des procédés et usine du futur Réf. Internet : 42602 Innovations en génie des procédés Réf. Internet : 42487 Modélisation en génie des procédés Réf. Internet : 42328 Thermodynamique et cinétique chimique Réf. Internet : 42323 Transfert de matière en génie des procédés Réf. Internet : 42326 Catalyse et procédés catalytiques Réf. Internet : 42325 Opérations unitaires : évaporation et séchage Réf. Internet : 42316 Opérations unitaires : techniques séparatives sur membranes Réf. Internet : 42331 Opérations unitaires : distillation et absorption Réf. Internet : 42324 Opérations unitaires : extractions fluide/fluide et fluide/ solide Réf. Internet : 42332 Opérations unitaires : séparation de phases, décantation et filtration Réf. Internet : 42484 Opérations unitaires : tri et traitement des liquides et des solides Réf. Internet : 42446 Opérations unitaires : traitement des gaz Réf. Internet : 42485 Opérations unitaires : agitation et mélange Réf. Internet : 42486 Réacteurs chimiques Réf. Internet : 42330 Électrochimie Réf. Internet : 42322 Génie des procédés et protection de l'environnement Réf. Internet : 42327 Jean-Claude CHARPENTIER Professeur et directeur de recherches CNRS au Laboratoire Réactions et Génie des Procédés à l'ENSIC-Nancy, Ancien directeur de l'ENSIC-Nancy, de l' ESCPE Lyon et du département Sciences pour l'ingénieur du CNRS, Past-président de la Fédération européenne de génie chimique (EFCE) Jean-Pierre DAL PONT Président de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP), Secrétaire Général de la Fédération Européenne du Génie Chimique (EFCE), Président de la Société des Experts Chimistes de France (SECF) Jean-François JOLY Ingénieur de l'École supérieure de chimie industrielle de Lyon, Ingénieur- docteur de l'Université de Lyon, Directeur expert à l'IFP Énergies Nouvelles Olivier POTIER Responsable du Groupe Thématique de la Société Française de Génie des Procédés (SFGP), Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (CNRS UMR 7274, Université de Lorraine, Nancy), École Nationale Supérieure en Génie des Systèmes et de l'Innovation (ENSGSI - Université de Lorraine) Marie-Odile SIMONNOT Professeur en Génie des procédés à l'Université de Lorraine (Nancy) • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  Cet ouvrage fait partie de Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique (Réf. Internet ti452) dont les experts scientifiques sont : V Florent BOUQUET Pour les articles : J3804 – J3805 Jean-Louis CHEVALIER Pour les articles : J3860 – J3861 Patrice COGNART Pour les articles : J3804 – J3805 Hervé DESPLANCHES Pour les articles : J3860 – J3861 Alain LINE Pour l’article : J3800 Jean-Claude PHARAMOND Pour l’article : J3800 Martine POUX Pour l’article : J3801 Michel ROUSTAN Pour les articles : J3800 – J3802 – J3804 – J3805 – J3806 Catherine XUEREB Pour l’article : J3801 Les auteurs ayant contribué à cet ouvrage sont : • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  VI Opérations unitaires : agitation et mélange (Réf. Internet 42486) SOMMAIRE • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  VII Réf. Internet page Agitation. Mélange. Concepts théoriques de base J3800 9 Agitation. Mélange. Caractéristiques des mobiles d'agitation J3802 15 Agitation. Mélange. Aspects mécaniques J3804 19 Agitation. Mélange. Aspects technico-économiques J3805 23 Agitation des systèmes diphasiques J3801 25 Agitation des systèmes diphasiques. Exemples de calculs de systèmes liquide-liquide et liquide-solide J3806 29 Mélange des milieux pâteux de rhéologie complexe. Théorie J3860 31 Mélange des milieux pâteux de rhéologie complexe : pratique J3861 35 • Saisissez la référence Internet pour accéder directement aux contenus en ligne • Retrouvez la liste complète des ressources documentaires Sur www.techniques-ingenieur.fr  Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés J 3 800 − 1 Agitation. Mélange Concepts théoriques de base par Michel ROUSTAN Ingénieur INSA (Institut national des sciences appliquées de Toulouse) Professeur de génie chimique − INSA Toulouse Jean-Claude PHARAMOND Ingénieur INSA Dosapro Milton Roy et Alain LINE Ingénieur INPT (Institut national polytechnique de Toulouse) Professeur de mécanique des ﬂuides − INSA Toulouse es techniques d’agitation, qui ont longtemps été considérées comme un art, s’appuient maintenant sur des considérations tant théoriques qu’expéri- mentales, qui permettent une approche scientiﬁque des problèmes posés. Des progrès énormes ont en effet pu être réalisés grâce, d’une part, à l’accumulation de données sur le fonctionnement d’unités industrielles et, d’autre part, à l’effort de recherche important accompli par quelques sociétés et laboratoires universi- taires spécialisés dans le domaine de l’agitation et du mélange. D’une façon très générale, la détermination d’une unité d’agitation consiste soit à sélectionner l’appareil adapté à un nouveau procédé, soit à extrapoler (ou interpoler) les résultats obtenus avec un appareil donné dans le cadre d’une fabrication existante. Les potentialités des nouveaux moyens expérimentaux et numériques permet- tent de développer une approche locale qui complète l’approche globale classi- que du fonctionnement des cuves agitées. L ’analyse locale du fonctionnement d’une cuve agitée (ﬁgure A) donne accès aux distributions spatiale et temporelle de la vitesse et de la turbulence. Cette information peut aider à comprendre et à contrôler le mélange dans la cuve agi- tée et peut conduire à optimiser son fonctionnement dans différentes condi- tions. Dans tous les cas, une bonne connaissance du procédé est indispensable pour permettre le choix le plus favorable à l’accomplissement de ce procédé, notam- ment sur le plan économique. 1. Opérations de mélange .......................................................................... J 3 800 - 3 2. Déﬁnition d’un système d’agitation................................................... — 6 3. Paramètres globaux d’un système d’agitation................................ — 9 4. Paramètres locaux d’un système d’agitation................................... — 13 5. Exemples de calculs pour des systèmes d’agitation .................. — 16 6. Choix du matériel d’agitation..................................................... — 18 7 . Extrapolation du pilote à l’échelle industrielle ............................... — 20 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. J 3 803 L Ｙｒ￩ｦ￩ｲ･ｮ｣･＠ｉｮｴ･ｲｮ･ｴｊＳＸＰＰｐ｡ｲｵｴｩｯｮ＠Ｚ＠ｪｵｩｮ＠ＱＹＹＹ＠Ｍ＠ｄ･ｲｮｩ￨ｲ･＠ｶ｡ｬｩ､｡ｴｩｯｮ＠Ｚ＠ｭ｡ｲｳ＠ＲＰＱＵ AGITATION. MÉLANGE __________________________________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. J 3 800 − 2 © Techniques de l’Ingénieur, traité Génie des procédés Notations et symboles Symbole Unité Définition a, a’ ............................ coefficients ai m2/m3 de liquide aire interfaciale volumique d’échange A ............................ facteur définissant le degré de mélange b m largeur des chicanes b’ m distance d’une chicane décollée de la paroi à la paroi C1-C2 mol/m3 gradient de concentration (ou facteur de potentialité) d m diamètre du mobile d’agitation D m diamètre de la cuve agitée Fr ............................ nombre de Froude g m/s2 accélération de la pesanteur s−1 gradient de vitesse (ou taux de cisaillement) moyen H m hauteur de la solution dans la cuve H∗ m hauteur théorique créée par le mobile d’agitation k ............................ constante k’ ............................ constante km ............................ constante ............................ constante kL m/s coefficient de transfert de matière côté film liquide K ............................ constante m longueur des pales L m dimension caractéristique nc ............................ nombre de chicanes collées contre la paroi ............................ nombre de chicanes décollées de la paroi np ............................ nombre de pales du mobile d’agitation N s−1 fréquence de rotation du mobile d’agitation N° mol/(m3 · s) débit de matière transférée par unité de volume (ou taux de transfert de masse) NP ............................ nombre de puissance NP0 ............................ nombre de puissance en régime turbulent NQc ............................ nombre uploads/Science et Technologie/ preview 1 .pdf