Dimensionnement de réacteur (DIMRAC)

Objectifs

Prendre connaissances des méthodologies de modélisation et de dimensionnement des appareils de génie des procédés à travers l’exemple des réacteurs chimiques. En particulier, prise en compte des phénomènes couplés et mise en équation (bilans de masse et de chaleur).

Description

Contenu :

-       Types de technologies de réacteurs selon les domaines industriels et les contraintes d’exploitation : exemples, schémas et photos, principe de fonctionnement.

-       Les 2 modèles idéaux de modélisation de réacteurs : notion d’écoulement « idéal », de temps de séjour, de calcul d’avancement et de productivité ; écriture des bilans de masse et de chaleur pour ces 2 modèles simplifiés.

-       Prise en compte de la non idéalité de l’écoulement dans un appareil : notion de degré de mélange (« dispersion »), de distribution des temps de séjour (DTS), de nombre adimensionnel spécifique (Péclet) ; modèles d’estimation du taux d’avancement : bacs en série ou « piston-dispersion ».

-       Cas des réacteurs polyphasiques : exemple des réacteurs catalytiques à lit fixe, notion de phénomènes couplés (à l’échelle du grain de catalyseur), de résistances aux transfert, de réaction apparente, des nombres adimensionnels liés (module de Thiele, nombres de Biot) ; démarche phénoménologique de dimensionnement multi-échelle.

Compétences visées

Acquisition du jargon technique de génie des procédés, compréhension des démarches du domaine, capacité de simplifier les problématiques de phénomènes couplés en quantifiant leurs impacts respectifs, connaissance des modèles phénoménologiques utilisées dans le domaine (et utiles entre autres pour l’enseignement « Couplage Multiphysique »).