Influence du solide suspendu dans une cuve sur la dissipation d'énergie ; relation entre mouvement du cristal et tourbillons

La formule classique de l’énergie dissipée spécifique moyenne par unité de masse \[{\epsilon }_{M}\][1], dans une cuve agitée cylindrique où la vitesse périphérique du mobile d’agitation \[{u}_{\mathrm{tip}}\][2] est \[{u}_{\mathrm{tip}}=\pi \mathrm{ND}\], reste valable.

Pour des billes de verre de diamètre moyen en masse [3] de \[26\mu m\] et de masse volumique \[2540{\mathrm{kg.m}}^{–3}\] dans une cuve de \[20L\] et une vingtaine de configurations différentes (diamètre et type d'agitateurs, distance agitateur – fond de cuve, formes de fond, chicanes ou non), Houcine (1995)[4] a corrélé le nombre de puissance \[{N}_{p}\][5] en régime turbulent avec la fraction volumique de solide \[{\phi }_{S}\][6] variant de 0 à 5% :

\[{N}_{p,{\phi }_{s}}={N}_{p,{\phi }_{s}=0}\left(1+\frac{{\phi }_{s}}{0,3+{N}_{p,{\phi }_{s}=0}}\right)\]

Fondamental

Cette légère augmentation de \[{N}_{p}\][5] signifie que la non-déformabilité de la phase solide impose une dépense énergétique accrue de l’agitation pour réaliser la même vitesse d’agitation dans la même géométrie de cuve.