Profil de chargement dans des fours tournants munis de releveurs
Résumé
Les fours tournants sont couramment utilisés dans l'industrie chimique, la métallurgie, les procédés industriels pharmaceutiques, dans le domaine nucléaire ainsi qu'en cimenterie et papeterie ou encore comme incinérateurs. Pour la conception ou la modélisation des fours tournants, on considère quatre phénomènes importants : la réaction chimique, les transferts de matière, les transferts thermiques et le comportement hydrodynamique ; les phénomènes de transfert étant significativement influencés pas l'hydrodynamique.
Les écoulements dans les fours tournants ont fait l'objet de nombreuses publications. En revanche, très peu proposent une étude quantitative concernant des fours tournants munis de releveurs, et encore moins de modélisation dans ce cas.
Des travaux réalisés précédemment, dans le cadre de la modélisation globale de fours tournants munis de releveurs utilisés pour la conversion de l'uranium, avaient permis de développer une description de la répartition transversale de la poudre dans un tel four. Les modèles chimiques et thermiques inclus dans le modèle global reposaient sur cette répartition. Cependant le calcul du profil de chargement (répartition axiale de la poudre) s'appuyait sur des modèles issus de la littérature, qui avaient été établis par leurs auteurs pour des fours tournants sans releveur, et que nous avions sommairement adaptés au cas de fours avec releveurs.
En nous appuyant sur les différentes démarches (calcul géométrique, analyse dimensionnelle, approche statistique) présentées dans la littérature dans le cas d'un calcul de profil de chargement de four tournant dépourvu de releveur, nous développons une méthode pour déterminer ce profil dans des fours avec releveurs. Le principe de cette méthode repose sur le calcul du temps passé par un grain représentatif dans chaque zone du four. L'application de cette méthode à un cas concret s'appuie sur des mesures expérimentales donnant accès à la loi de chargement des releveurs et à la vitesse de chute d'un essaim de particules.