Etude thermique expérimentale des suspensions non newtoniennes en écoulement dans une conduite horizontale à géométrie variable

Abstract

Dans l'industrie Agro-alimentaire, de nouveaux produits, de plus en plus complexes pour les chercheurs, sont mis en consommation. Sur ce papier nous exposons les résultats d‟une étude thermique expérimentale des suspensions non newtoniennes et pseudoplastiques en écoulement dans une conduite horizontale à géométrie variable. Ces suspensions sont constituées de grosses sphères dures dans une solution de Tylose. Elle nous a permis de mettre en exergue les limites du développement de la couche limite thermique dont la l‟augmentation est favorisée par la présence de sphères rigides dans le mélange. L‟étude met en évidence, d‟une part, l‟interdépendance entre l‟hydrodynamique et la thermique des suspensions des particules dont le diamètre moyen d est de 4,4 mm et le rapport d‟aspect d/D est égal à 0,13 et d‟autre part, les effets convectifs des particules (perturbations de la couche limite) dans des écoulements dans une conduite à géométrie variable. Cette étude nous a permis de comprendre les mécanismes de chauffage du mélange à partir de la paroi en observant une amélioration de la qualité du transfert de chaleur avec la fraction volumique des sphères dures et avec l‟utilisation d‟une conduite à géométrie variable.

Mots-clés: solide-liquide, suspensions, sphères, thermique, concentration, hydrodynamique.

Experimental thermal study of the non-newtonian suspensions flowing in a horizontal duct with variable geometry

In the Agri-Food industry, new products, more and more complex for researchers, are put into consumption. This paper presents the results of an experimental study of heating Non-Newtonian and pseudoplastic suspensions flowing in a horizontal pipe with variable geometry. These suspensions are composed of large hard spheres in a solution of Tylose. It helped to highlight the limits of the development of the thermal boundary layer, which the increase is enhanced by the presence of rigid spheres in the mixture. The study highlights the interdependence between hydrodynamics and thermal of the suspensions of particles with a mean diameter d is 4.4 mm and the aspect ratio d / D is equal to 0.13. It shows the convective effects of the particles (disturbances of the boundary layer) flowing in a duct with a variable geometry. This study helped us to understand the mechanisms of heating of the mixture from the wall observing an improvement in the quality of heat transfer with the volume fraction of hard spheres and with the use of a duct with variable geometry.

Keywords: solid-liquid, suspension, sphere, thermal, concentration, hydrodynamics.