Transfert de chaleur entre un lit dense et une paroi
Lits fluidisés - Transferts de masse et de chaleur

Le transfert thermique entre un lit fluidisé et une paroi immergée dans le lit est le mode de transfert couramment utilisé pour le transfert d'énergie calorifique entre le lit particulaire et des surfaces d'échanges, constituées par les parois verticales du lit ou bien par des tubes immergés au sein du média inerte fluidisé.

Le transfert thermique entre un lit fluidisé et une paroi résulte de l'action combinée de trois processus de transfert.

• Transfert par la convection particulaire et contact direct particules/paroi, par lequel l'enthalpie du solide divisé du lit est cédée à la paroi

  La capacité thermique du solide, par unité de volume, est bien supérieure à celle du gaz : c'est donc un mode prépondérant de transfert thermique en lit fluidisé dense. Le coefficient d'échange associé est désigné par h _cp. Le transfert par contact particule/surface est négligeable, du fait de la faiblesse des surfaces et des temps de contact ; c'est donc le transfert conductif au travers de la couche gazeuse, quasi stagnante, immédiatement adjacente à la paroi, qui contrôle ce transfert.

  La conductance thermique à la paroi peut s'écrire :

  avec :

  δ

   : 

  épaisseur moyenne de la couche gazeuse séparant le lit de la paroi.
  

  Cette épaisseur est d'autant plus faible que la taille des particules constituant le lit est petite. On peut donc s'attendre à une augmentation des coefficients d'échange convectif particulaire avec la diminution de la taille des particules du lit. C'est le cas des particules du groupe A et B de la classification de Geldart (cf. [BE 8 255]). Par contre, ce n'est pas le cas pour les particules du groupe D, du fait de l'apparition, pour ces particules fines, de forces interparticulaires qui limitent la mobilité du solide vers la paroi et, donc, l'échange thermique.

  De même, des coefficients d'échange h _cp élevés seront obtenus avec une élévation de la température du gaz entraînant l'augmentation de sa conductivité thermique.

  Une augmentation de la vitesse du gaz accroît...