Lit fluidisé

En physique, dans l'étude de la matière molle, le concept de lit fluidisé sert à donner à une catégorie de solides - dits matériaux granulaires - certaines propriétés des fluides - liquides ou gaz.



Catégories :

Physique statistique - Statistiques - Physique de la matière condensée - Génie chimique

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Illustration d'un lit fluidifié : on injecte un gaz ou un liquide qui va, selon la vitesse et la nature de l'écoulement, apporter certaines propriétés fluides au dispositif.

En physique, dans l'étude de la matière molle, le concept de lit fluidisé (ou de lit fluidifié) sert à donner à une catégorie de solides - dits matériaux granulaires - certaines propriétés des fluides - liquides ou gaz. Son invention est attribuée au chimiste allemand Fritz Winkler, qui l'avait appliqué en 1926 à la combustion de charbon réduit en poudre. [1]

Typiquement, on peut réaliser un tel système pour du sable. Le principe est d'injecter un gaz ou un liquide par dessous, qui va «soulever» les grains. On observe des propriétés caractéristiques des fluides : ondes, bulles[2], viscosité... Ces phénomènes peuvent aussi déstabiliser le lit fluidifié, et le faire «éclater», projetant alors de la matière solide. Des variantes injectent un gaz pulsé ou provoquent la vaporisation du liquide dans le réacteur.

C'est un dispositif important en industrie :

Le traitement théorique de tels dispositifs est par contre particulièrement complexe. En effet, les phénomènes turbulents et l'extrême dépendance du dispositif aux moindres variations rendent particulièrement complexe toute approche non-statistique. On ne peut généralement décrire son comportement, ou le prédire le comportement, mais assez globalement. La compréhension de ce point de vue pourrait se révéler particulièrement utile pour mieux maitriser les fluctuations, quelquefois chaotique, des lits fluidifiés.

Références

  1. (en) Thèse sur l'approche stochastique des lits fluidifiés.
  2. On peut observer une animation du phénomène.

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