Sciences et Technologies des Poudres

Lorsque le lit est fluidisé grâce à une vitesse superficielle de gaz égale ou supérieure à la vitesse minimale de fluidisation, le lit montre une certaine expansion plus ou moins marquée selon le type de particules fluidisées qui se traduit par une augmentation de la porosité interparticulaire. De plus, il existe une vitesse dite minimum de bullage \(U_{mb}\), à partir de laquelle, le gaz en excès au-delà de \(U_{mf}\), forme des bulles de gaz quasi-vide de particules qui montent du distributeur de gaz vers la surface libre du lit fluidisé où ces bulles explosent. Entre \(U_{mf}\) et \(U_{mb}\) existe une plage de fluidisation où le gaz contribue à l'expansion du lit fluidisé qui se traduit par une élévation de la surface libre du lit, sans qu'il n'y ait de bulles. Cette fluidisation s'appelle la fluidisation homogène. Lorsque les bulles apparaissent (quand la vitesse du gaz a dépassé \(U_{mb}\)), la fluidisation est dite hétérogène car il existe deux phases : la phase émulsion gaz-particules et la phase constituée par les bulles de gaz qui traverse l'émulsion. La fluidisation n'existe que pour des particules fines fluidisables. Pour les particules plus grossières, \(U_{mb} = U_{mf}\).

Les solides fluidisables relativement fins connaissent une expansion du lit (la porosité interparticulaire s'accroît) pendant le régime de fluidisation homogène. L'expansion est calculable au travers d'expressions comme celle de Richardson et Zaki :

\(U=U_t\cdot\varepsilon^n\) avec \(n = 4.6\) ( pour \(Re_p< 0.3\)) et\( n = 2.4\) (pour \(Re_p > 500\)) avec \(U_t\) qui est la vitesse terminale des particules et \(Re_p\) le Reynolds particulaire.

Par conservation de la masse du lit : \(\left(1-\varepsilon_1\right)\rho_p \cdot A \cdot H1 = \left(1-\varepsilon_2 \right)\rho_p \cdot A \cdot H2\)