Bain d’agitation à jets

Une cuve dans laquelle circule de l’eau chargée en particules nécessite une agitation. La solution retenue est un système passif utilisant la circulation de l’eau du process. Le flux entrant est dirigé sous forme de jets latéraux qui permettent de balayer les particules qui sédimentent au bas de la cuve. On se propose ici, à l’aide de l’outil de simulation numérique en mécanique des fluides (CFD Computational Fluid Dynamics) de :

• Vérifier l’homogénéité des débits dans les jets latéraux le long de la conduite d’entrée
• Vérifier la qualité de l’agitation

Conditions aux limites

• Débit imposé en entrée
• Condition de pression en sortie

Résultats de simulation

Les débits passant par les jets le long de la conduite d’entrée sont bien équilibrés. Le compromis entre la perte de charge causée par les orifices des jets et les pertes de charges dans la conduite collectrice est clairement à l’avantage des premières. La qualité du mélange peut être appréciée en suivant le développement des jets et les lignes de courant.

L’analyse des profils « d’age de l’eau » permet également de caractériser la qualité du mélange. Cette grandeur donne le temps de résidence de la particule fluide dans le domaine de calcul. Cela donne donc directement une indication sur la rapidité de renouvellement du fluide en tout point du modèle.

On propose aussi la visualisation d’une isosurface. Cela représente une surface qui n’est autre que l’ensemble des points pour lesquels une grandeur donnée, ici la vitesse, possède une valeur identique. D’un côté de cette surface, les vitesses sont supérieures, et de l’autre, les vitesses sont inférieures. Ce type de rendu matérialise notamment le jet (vu ici avec la valeur de 2m/s choisie) ou la zone balayée par une vitesse de fluide définie comme étant la vitesse limite de sédimentation/transport.