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1 - RAPPELS CONCERNANT LES RÉGIMES D’ÉCOULEMENT ET LES PROFILS DE VITESSE

2 - DÉBIT MASSIQUE DE VIDANGE

3 - DISTRIBUTION DE TEMPS DE SÉJOUR (DTS)

4 - SÉGRÉGATION

  • 4.1 - Mécanismes de ségrégation
  • 4.2 - Paramètres affectant la ségrégation dans les silos

5 - ACCIDENTOLOGIE ET RISQUES ASSOCIÉS AUX SILOS

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : J2259 v1

Stockage et écoulement des solides granulaires dans les silos - Ingénierie et accidentologie

Auteur(s) : Khashayar SALEH, Mikel LETURIA

Relu et validé le 01 oct. 2020

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RÉSUMÉ

Cet article propose un état de l’art concernant l’écoulement des poudres de granulométrie élevée (solides granulaires) dans les silos. Les corrélations permettant d’évaluer le débit massique de vidange et les principaux paramètres influents sont d’abord récapitulés. L’accent est ensuite mis sur l’importance de la Distribution de Temps de Séjour (DTS) et sur la problématique de ségrégation. Enfin, l’accidentologie et les risques associés aux silos sont présentés.

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Auteur(s)

  • Khashayar SALEH : Professeur des Universités - Université de Technologie de Compiègne – Département Génie des Procédés Industriels – Labo. TIMR EA4297, France

  • Mikel LETURIA : Maître de Conférences - Université de Technologie de Compiègne – Département Génie des Procédés Industriels – Labo. TIMR EA4297, France

INTRODUCTION

Cet article propose un état de l’art concernant l’écoulement gravitaire des solides granulaires dans les silos. Il est à noter que le terme « solides granulaires » désigne ici des matériaux de granulométrie élevée, pour lesquels les forces gravitationnelles (poids) sont prédominantes devant les forces : forces de van der Waals, forces électrostatiques, etc. (descriptions détaillées dans l’article [J 4 101]). De manière générale, les graines de céréales, granulés (polymères, catalyseurs, détergents, fertilisants, etc.), comprimés pharmaceutiques, graviers, etc., entrent dans cette catégorie.

Dans l’article [J 2 258], les principes et définitions de base, ainsi que les mécanismes élémentaires mis en jeu ont d’abord été introduits. Les régimes d’écoulement, les champs de contraintes (statique et dynamique), ainsi que les profils de vitesse ont ensuite été détaillés. Pour tous ces aspects, les modèles disponibles et leur fiabilité ont été discutés, ainsi que les principes de bases et hypothèses sur lesquels ils reposent.

Le présent article se focalise sur les aspects pratiques et l’ingénierie des silos. Quelques concepts de base et modèles importants (détaillés dans l’article [J 2 258]) sont dans un premier temps présentés. Le débit massique de vidange est sans aucun doute l’un des paramètres les plus recherchés. Ainsi, les corrélations permettant d’évaluer ce débit massique et les principaux paramètres influents sont détaillés. L’importance de la distribution de temps de séjour (DTS) des solides granulaires dans les silos et la problématique de ségrégation sont ensuite discutées. Enfin, l’accidentologie et les risques associés aux silos sont présentés.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2259


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - JENIKE (A.W.) -   Gravity flow of bulk solids, in : U.U. Engng.  -  Exp. Station (Ed.) Salt Lake City (1961).

  • (2) - BROWN (R.L.) -   Minimum energy theorem for flow of dry granules through apertures.  -  Nature (1961).

  • (3) - RUBIO-LARGO (S.M.), JANDA (A.), MAZA (D.), ZURIGUEL (I.), HIDALGO (R.C.) -   Disentangling the Free-Fall Arch Paradox in Silo Discharge.  -  Phys. Rev. Lett., 114 (2015).

  • (4) - JANDA (A.), ZURIGUEL (I.), MAZA (D.) -   Flow rate of particles through apertures obtained from self-similar density and velocity profiles.  -  Phys Rev Lett, 108 248001 (2012).

  • (5) - BROWN (R.L.), RICHARDS (J.C.) -   Principles of powder mechanics-Essays on the packing and flow of powders and bulk solids.  -  Pergamon Press, Hungary (1970).

  • (6) - CLEAVER (J.A.S.), NEDDERMAN (R.M.) -   Measurement...

1 Outils logiciels

Silo Stress tool : logiciel gratuit permettant de calculer les profils de contraintes verticale et horizontale.

http://www.dietmar-schulze.com

LIGGGHTS® : logiciel open source pour la simulation des milieux granulaires par la Méthode des Éléments Discrets (DEM).

https://www.cfdem.com

EDEM® : logiciel commercialisé par DEM Solutions Ltd., pour la simulation des milieux granulaires par la Méthode des Éléments Discrets (DEM).

https://www.edemsimulation.com

HAUT DE PAGE

2 Sites Internet

Module UNIT (cours à distance en accès libre) : « Sciences et Technologies des Poudres »

...

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