Agitation des systèmes diphasiques - Exemples de calculs de systèmes liquide-liquide et liquide-solide

Les cuves agitées mécaniquement sont largement utilisées dans les industries de transformation de la matière pour réaliser les mélanges de phases non miscibles. La description des phénomènes et principes de base des systèmes multiphasiques (liquide-liquide, liquide-solide, gaz-liquide) a été réalisée dans l'article  [J 3 801] . L'objectif de cet article est de proposer plusieurs exemples de calculs qui illustrent les concepts de bases précédemment décrits.

Les deux premiers exemples concernent l' agitation des systèmes liquide-solide et liquide-liquide . Il faut tout d'abord bien déterminer le but de l'agitation. Pour les systèmes liquide-solide, c'est maintenir en suspension des particules solides au sein de la cuve. Pour les systèmes liquide-liquide, c'est obtenir une dispersion de gouttelettes de diamètre déterminé. Ensuite, il s'agit de déterminer par le calcul les conditions opératoires du système d'agitation caractérisées par la vitesse de l'agitateur et la puissance dissipée.

Le ou les agitateurs les mieux adaptés à l'opération de mélange souhaitée ayant été sélectionnés, les calculs proposés montrent l'influence des divers paramètres sur les conditions de maintien en suspension ou d'obtention d'une émulsion de taille fixée. Par exemple, pour les systèmes liquide-liquide, le rôle primordial de la tension interfaciale est bien montré. L'aspect transfert de matière est abordé à travers le calcul des valeurs des coefficients de transfert de matière. Les approches théoriques permettent également de choisir l'invariant dans le cas d'extrapolation à grande échelle de systèmes géométriquement semblables.

Le troisième exemple concerne l' estimation du temps de dissolution de particules solides au sein d'une cuve agitée . Elle est basée sur l'écriture d'un bilan de matière établi en régime non permanent. Une solution analytique est proposée pour des conditions particulières.