Les convoyeurs à vis sont largement utilisés pour la manipulation de solides dans l’industrie.

Du fait de leur capacité de mélange et de transport, ils sont mis en œuvre pour des applications de séchage d’une large gamme de produits (dans les industries alimentaire, pharmaceutique, chimique...) et de pyrolyse de combustibles solides (charbon, biomasse).

Afin de comprendre plus précisément leur fonctionnement, une étude sur l’écoulement des poudres au sein de cet appareil est nécessaire. 

Le stage sera centré sur l’étude numérique du comportement du solide divisé dans un convoyeur à vis. Cet écoulement peut être simulé par un modèle de fluide non-newtonien.

Pour ce faire, un code CFD (OpenFOAM) fonctionnel sera utilisé et des codes numériques de post-traitement seront à développer.

Dans un premier temps, le modèle devra être calibré/validé à partir de données expérimentales déjà acquises sur une géométrie simple (tambour tournant).

Une fois le modèle calibré, l’étude sera étendue à l’écoulement des poudres dans un convoyeur à vis.

Il s’agira de corréler les paramètres hydrodynamiques importants (surface d’échange solide/gaz, taux de renouvellement de celle-ci, champs de vitesse dans des zones d’intérêts) aux propriétés des poudres (masse volumique, granulométrie, angle de talus), aux paramètres opératoires (vitesse de rotation de la vis, taux de remplissage) ainsi qu’aux paramètres géométriques (pas de vis, diamètre de vis).

Les résultats numériques compléteront des résultats expérimentaux acquis sur une maquette du convoyeur à vis.

Le/ La stagiaire aura accès à l’ensemble des moyens de calcul du CEA-Marcoule.

Diplôme préparé : Bac+5

Spécialité du diplôme préparé : Mathématiques appliquées, mécanique des fluides

Compétences techniques et/ou spécifiques : Mécanique des fluides, CFD, programmation, rédaction, présentation

Outils et logiciels utilisés : OpenFOAM, Python

Langue : Français / Anglais