Détermination numérique de la distribution du temps de séjour dans un réacteur réel

Abstract

Le comportement des réacteurs chimiques est décrit le plus souvent comme étant idéal en supposant deux types d’écoulement simples : un écoulement piston (même temps de séjour pour toutes les molécules) ou un écoulement en mélange parfait (concentration et autres propriétés physico chimiques identiques dans tout le volume) Dans la pratique, à l’échelle du laboratoire et surtout à l’échelle industrielle, les réacteurs se comportent rarement comme des réacteurs idéaux. En conséquence les performances de tels réacteurs sont alors différentes de celles prédites par les modèles idéaux C’est ce qui a mené d’introduire la notion de Distribution du Temps de séjour (DTS). Celle-ci permet de caractériser l'hydrodynamique d'un réacteur et de déterminer quel modèle de réacteur définit le mieux l'installation étudiée (réacteur continu ou réacteur tubulaire). Notre étude concerne la caractérisation numérique de l’hydrodynamique de l’écoulement d’un fluide dans un réacteur modélisé par une cavité carrée et la détermination de la concentration d’un traceur injecté à l’entrée du réacteur pour accéder à la DTS. L’hydrodynamique de l’écoulement est étudiée à travers la résolution des équations de Navier- Stokes et l’équation de transport de la concentration par un Programme en langage Fortran en utilisant les méthodes numériques des différences finies.