Du lit fixe au lit fluidisé

Un lot de particules placé dans un réacteur ayant un fond poreux capable de laisser passer au travers de ce fond un gaz de bas en haut tout en retenant les particules placées au-dessus de ce fond, est soumis au passage d'un débit de gaz de plus en plus grand. L'écoulement du gaz se fait dans l'espace interstitiel laissé libre entre les particules fixes. Le débit de gaz croissant, la vitesse de gaz entre les particules augmente, et par suite, le frottement du gaz sur la surface des particules. Lorsque le frottement du gaz crée une force suffisante pour compenser le poids de toutes les particules du lit, on dit que le lit de particules est fluidisé. Une fois ce passage de l'état de lit fixe au lit fluidisé réalisé par le maintien du passage de gaz au débit ad hoc, la couche de particules fluidisées se comporte comme un liquide où, par exemple, des objets plus légers peuvent flotter à sa surface et où des objets plus lourds peuvent couler.

Si le débit de gaz augmente encore, les particules peuvent s'écarter les unes des autres laissant plus d'espace libre entre elles et des bulles de gaz peuvent apparaître.

Attention

Le fait que les particules soient globalement portées par le gaz qui passe au travers de la couche de particules ne signifie pas qu'elles sont transportées par le gaz hors du réacteur. Le centre de gravité de l'ensemble des particules est immobile, tandis que celui du gaz qui fluidise les particules possède un mouvement ascendant.

Il existe ainsi une plage de débit de gaz où les particules sont fluidisées et mobiles sans pour autant qu'elles soient entraînées par le gaz. Il faut atteindre des débits de gaz très importants pour que les premières particules quittent le réacteur en étant transportées par le gaz. Le réacteur pourra finir par être vidé de l'ensemble des particules si celles-ci ne sont pas retournées dans le réacteur, par exemple au moyen d'une séparation entre le gaz et les particules par un cyclone et une injection des particules ainsi collectées au bas du réacteur.