Tong ZHANG a soutenu sa thèse le 31 octobre 2012 en Chine à Dalian. 

 

Titre: « Hydrodynamique et étude des transferts de matière gaz-liquide avec réaction dans des microcanaux circulaires»

Résumé

 

Cette thèse traite principalement des connaissances fondamentales en hydrodynamique et des caractéristiques des réactions gaz-liquide dans des microréacteurs capillaires. Dans une première partie, nous avons effectué des essais dans trois microcanaux circulaires en verre placés horizontalement. Ces essais mettent en évidence l’influence du diamètre des canaux, de la viscosité du liquide et de leur tension superficielle. Nous avons mis en évidence que ces derniers n’étaient pas totalement satisfaisant et en conséquence, un nouveau modèle de transition prenant en compte les effets de taille du canal, les propriétés physiques du liquide a été proposé. Les pertes de charge engendrées par ces écoulements gaz-ont été étudiées. Nous avons constaté que la chute de pression est très dépendante du régime d’écoulement. La prédiction de pression dans la troisième zone dans laquelle les forces d’inertie sont dominantes a été faite à partir d’un modèle de Lockhart-Martinelli. Ce modèle qui prend en compte les flux de chaque phase dépend d’un paramètre semi empirique C. Nous avons proposé de le corréler avec les nombres de Reynolds correspondant à chacune des deux phases en présence. Cette méthode permet de bien rendre compte de nos mesures. Les caractéristiques hydrodynamiques en écoulement de Taylor ont été examinées aussi. En fin dans une dernière partie, nous avons réalisé une réaction chimique en écoulement de Taylor. L’oxydation du 2-hydrogéne-ethyltetrahydroanthraquinone (THEAQH2) pour former du peroxyde d’hydrogène a été expérimentalement étudiée dans un microcanal circulaire. Les cinétiques de conversion du peroxyde d’hydrogène sont environ deux fois plus rapides celles obtenues dans les réacteurs gaz liquide utilisés habituellement.