Étude expérimentale des échanges thermiques paroi/poudre dans des fours tournants munis de releveurs
Résumé
Les fours tournants sont couramment utilisés dans l'industrie chimique, la métallurgie, la pharmacie, dans le domaine nucléaire et en cimenterie. Pour la conception ou la modélisation des fours tournants, on considère quatre phénomènes importants : la réaction chimique, l'hydrodynamique, les transferts de matière et les transferts thermiques.
Des études réalisées sur les fours de conversion de l'uranium ont permis de mettre en évidence l'importance des processus thermiques. Il a notamment été observé que de faibles variations du coefficient d'échange thermique solide/paroi génèrent des effets sensibles sur les profils de température calculés par le modèle mis au point. Or les corrélations disponibles dans la littérature fournissent des valeurs très disparates de ce coefficient d'échange. Par conséquent, notre étude porte sur les méthodes expérimentales et les modèles permettant la détermination précise du coefficient d'échange thermique solide/paroi.
L'ensemble des essais s'articule autour des paramètres variables de l'installation pilote : le débit d'alimentation en solide et le taux de remplissage (les diaphragmes en sortie de four autorisant différents taux de remplissage pour un même débit), la vitesse de rotation et l'inclinaison du tube, la température de chauffe du four principal, mais aussi la nature et la granulométrie de la poudre étudiée. De surcroît, notre installation peut être munie de releveurs ; aucune étude quantitative n'ayant été publiée à propos de leur effet sur les coefficients d'échange thermique.
Enfin, des expériences sont effectuées dans le cas du refroidissement : là encore aucune étude n'est rapportée dans la littérature. Ce cas de figure correspond pourtant à une réalité industrielle, certes moins courante que le chauffage. En plus des paramètres énumérés pour la première campagne, cette partie de l'étude fait intervenir un four secondaire (pour préchauffer la poudre à une température choisie) afin d'étudier les échanges thermiques lors d'un refroidissement naturel ou contrôlé dans le four principal.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)