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Séparation liquide-gaz

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La séparation liquide-gaz concerne les mélanges d'une phase dispersée liquide et d'une phase continue gazeuse. Elle est désignée couramment sous le nom de dévésiculation.
En séparation liquide-gaz, les tissus métalliques sont utilisés pour la réalisation de volumes poreux ou matelas présentant une grande surface spécifique et une porosité élevée.

Théorie de la dévésiculation


Le mélange liquide-gaz traverse le matelas d'un mouvement généralement ascendant.
La grande porosité du matelas facilite la libre circulation de la phase gazeuse.
Les gouttelettes liquides, dont l'inertie est plus élevée, heurtent les fils et s'y accrochent. Elles s'agglomèrent ensuite par coalescence créant de grosses gouttes qui se détachent dès que la force de gravité peut compenser l'effet combiné de l'entraînement  gazeux et de la tension superficielle.
Pour la détermination d'un matelas dévésiculeur, deux facteurs importants sont à prendre en considération :
  • la vitesse des gaz
  • la perte de charge

Vitesse de passage des gaz

La vitesse de passage des gaz à travers les matelas est un facteur primordial qui conditionne directement l'efficacité de la séparation.
Une vitesse trop faible (inférieure à Vm) peut conduire les gouttelettes à cheminer autour des fils sans les heurter.
Une vitesse trop élevée (supérieure à VM) risque de provoquer un réentraînement de gouttelettes après coalescence.
L'efficacité de la séparation est voisine de 100 % pour une plage de vitesses calculée.

Pour pallier les éventuelles variations de débit, la section du matelas est calculée pour une vitesse de passage du gaz égale à 75% de la vitesse maximale.

Perte de charge

Par leur porosité élevée, les matelas créent une perte de charge très faible aux vitesses habituelles d'écoulement. Sa connaissance est importante pour déterminer les caractéristiques du matelas et dimensionner correctement l'installation.
La perte de charge de fonctionnement est la somme de la perte de charge engendrée par le matelas sec et de la perte additionnelle due au colmatage partiel du matelas par les gouttelettes.


Choix des caractéristiques du matelas dévésiculeur


Ce choix est conditionné par :
  • l'efficacité désirée
  • la perte de charge admissible
  • la taille des gouttelettes
  • la vicosité et le taux d'entraînement de la phase liquide
  • les variations de débit du gaz
  • la teneur en poussières

 
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