Etude expérimentale de l’écoulement de suspension de particules – Pertes de charge et transfert thermique

Nous présentons ici une étude du comportement expérimental et théorique d’une suspension solide-liquide en écoulement dans un tube circulaire horizontal. L’étude dynamique a mis en évidence la pertinence de l’hypothèse d’un milieu effectif. L’étude thermique a permis de poser l’hypothèse d’un phénomène de concentration des particules près de l’axe du tube lors de l’écoulement ; le fluide porteur s’organise en anneau monophasique au voisinage de la paroi qui ne favorise pas l’échauffement régulier des particules. Ce phénomène perturbe la stérilisation des fluides chargés dans les industries agro-alimentaires. Une analyse des profils de vitesse obtenus par vélocimétrie ultrasonore a montré clairement le carctère hétérogène de la distribution radiale des particules [Fagla et al., 2001]. Néanmoins, le modèle de Quemada (1998) utilisé pour analyser les pertes de charge, en considérant la suspension comme un milieu effectif (suspensions de sphères dures), reste satisfaisant en écoulement isotherme. Nous présentons, enfin, un modèle de transfert thermique en proposant une expression du nombre de Nusselt local à la paroi.