Réactions et réacteurs gaz/liquide

Exercice : TP VIRTUEL 

transfert de gaz dans une cuve agitée On souhaite étudier le transfert d’oxygène dans une cuve agitée. On dispose pour cela de trois installations de caractéristiques et taille différentes : au Cnam à Paris, une cuve de 4 L muni d’un unique mobile d’agitation ; à l’Aigep à Toulouse, une cuve de plus grande taille avec deux mobiles d’agitation ; à l’Ensic à Nancy, une cuve d’encore plus grande taille avec moteur mesurant le couple. Pour une expérience totalement immersive, rendez-vous dans la reproduction virtuelle de ces trois halles de travaux pratiques pour recueillir les informations dont vous avez besoin..- Si vous disposez d’un smartphone muni d’un gyroscope ou d’un casque de réalité virtuelle, scannez le QRcode ci-contre. Sinon vous pouvez profiter de ce TP virtuel sur ordinateur en plein écran en visitant ce lien. Selon votre débit internet, le chargement des scènes peut être un peu long… soyez patient ! [cf. TP virtuel : détermination du kL.a sur des cuves agitées]

Sur la cuve du Cnam à Paris, déterminer la valeur du pour les différentes expériences proposées. Indice Pendant les expériences, si la cuve est suffisamment bien agitée, le transfert d’oxygène est régit par la loi : . Indice 2 Il suffit de tracer en fonction du temps. La pente de la droite obtenue n’est autre que . Sur la cuve de l’Aigep à Toulouse, observer des variations de valeur de avec les paramètres étudiés. Les comparer avec les valeurs obtenues sur la cuve de Paris. – – Sur la cuve de l’Ensic à Nancy, exploiter les données de couple pour remonter à la puissance dissipée dans le liquide et vérifier que l’on obtient une loi du type Van’t Riet : , où les puissances et seront déterminée et comparées aux valeurs de la littérature. est la puissance dissipée par unité de masse de liquide est la vitesse superficielle, égale au rapport entre le débit de gaz injecté dans la cuve et sa section droite Le liquide utilisé est de l’eau. Indice La puissance dissipée dans le liquide s’obtient en multipliant la vitesse d’agitation et le couple (ATTENTION aux unités !). Indice 2 Si vous n’avez pas pu bien les voir dans la bibliothèque, consultez les corrélations du PERRY 

Transfert gaz/liquide avec réaction chimique

Voyons comment on peut définir les principaux nombres adimensionnels caractéristiques du système : critère de Hatta , facteur d’accélération . VIDÉO : https://youtu.be/-E6NrsTYs_s

Pour aller plus loin : facteurs influençant le transfert de matière

Dans certains cas, plusieurs réactifs présents dans une même phase peuvent réagir avec le composé présent dans l’autre phase. Par exemple, certaines réactions en phase liquide conduisent à la formation de plusieurs sous-produits dont certains peuvent ensuite réagir avec le réactif présent en phase gazeuse. Cela a pour effet d’accélérer le phénomène de transfert de matière. Ainsi, le calcul du nombre de HATTA doit prendre en compte la contribution de l’ensemble des constituants du système. Ce calcul devient alors : où est la constante de vitesse de réaction entre le composé en phase liquide et le composé initialement présent en phase gazeuse. Le type de régime réactionnel est directement lié aux cinétiques de réaction. Ces dernières peuvent être fonction des conditions expérimentales : la température, le pH, la concentration des réactifs. La modification de ces conditions peut ainsi entraîner une modification au niveau du phénomène de transfert.