Exercice 4.1
Vous avez à améliorer/modifier une installation destinée à retenir des poussières. Les Normes de rejets à l'émission ont changé et sont devenus fonction du nombre de particules émises.
Déterminer si l'installation existante pourra respecter la règle de 107,25 particules/m3.
Les données concernant l'installation de dépoussiérage sont :
- diamètre moyen des particules : dp=10µm (supposé constant)
- densité des particules : 2,3
- charge à l'entrée : 106,0 g/m3
- efficacité : 99% (massique)
Exercice 4.2
Déterminer si la distribution donnée est log-normale
Taille des particules (µm) |
Distribution (µg/m3) |
<0,62
0,62 – 1
1 – 1,2
1,2 – 3
3 – 8
8 – 10
>10
Total |
25,5
33,15
17,85
102
63,75
5,1
7,65
255 |
Exercice 4.3
Reprenons la distribution log-normale de l' Exercice 4. 2 . Estimer les déviations moyennes et standards à partir de la distribution de la taille. L'intérêt de l'utilisation des courbes log-log apparaît quand il est demandé la moyenne arithmétique ou géométrique, valeur obtenue directement par lecture de la correspondance à 50% sur papier log-log. Par définition la taille correspondant à 50% sur l'échelle log-log est la moyenne géométriques des diamètres.
La déviation standard géométrique (pour le % inf. dp) est donnée par :
et pour le % sup. dp
Exercice 4.4
Des particules de poussières ayant trois tailles différentes sédimentent dans l'air.
Déterminer la vitesse terminale de chute de chaque type de particules et déterminer quelle distance chacune de ces particules va parcourir après 30 secondes de chute.
Calculer le diamètre de la particule qui sédimentera à une vitesse de 0,422 m/s.
On suppose que les particules sont sphériques et on donne :
- Taille de particules : 0,4 – 40 et 400 µm
- Température de l'air : 100 °C
- Pression de l'air : 1atm
- Densité des poussières : 2,31
Exercice 4.5
Estimer la distance parcourue par des particules de poussières émises à partir d'une cimenterie (la source des poussière est la sortie du cyclone). Ce cyclone est situé à une hauteur de 45,72m au dessus du niveau du sol. Conditions ambiantes :
- T=1,33 °C
- P=1atm
- Vitesse du vent=5,56 km/h
On donne :
- Taille des particules 2,5 – 50 µm
- Densité de la poussière : 1,96
Exercice 4.6
A un nouveau recrue, on demande de calculer une chambre de sédimentation. Cette chambre de sédimentation est destinée à retenir des particules de fer issues d'une fonderie.
On vous donne :
- dp =35 µm (supposé valeur constante, pas de distribution)
- gaz : air ambiant
- q=3,68 m3/s
- vitesse de sortie : v=3 m/s
- ρp = 7620 kg.m-3
Exercice 4.7
Un fournisseur suggère pour les responsables d'une usine générant des poussières de coke, une chambre de sédimentation. La distribution de taille de particules à traiter est la suivante :
Classe de taille (µm) |
% en masse |
0 – 10
10 – 20
20 – 40
40 – 60
60 – 90
90 – 125
125 – 150
150 et plus |
5
11
10
9
22
23
10
10 |
Utiliser le diamètre critique dp* = 80μm, pour calculer l'efficacité (égale à 100% pour le dp*) à partir de l'équation suivante :
E = k dp2
- charge à l'entrée : 700 g/m3
- exigences de sortie : 175 g/m3
La chambre convient-elle ?
Exercice 4.8
Calculer le diamètre de coupure et l'efficacité globale d'un cyclone ayant la distribution de taille de particule suivante :
 (µm)
|
% en masse |
1
5
10
20
30
40
50
60
>60 |
3
20
15
20
16
10
6
3
7 |
On donne :
- μgaz = 0,02 cP
- densité des particules : 2,9
- vitesse d'entrée dans le cyclone : 15,24 m/s
- Nombre de tours effectifs dans le cyclone : 5
- Diamètre du cyclone : 3,05 m
- Largeur entrée cyclone : 0,762 m
Exercice 4.9
Un jeune ingénieur se voit confier la tache de choisir un cyclone afin de réduire la teneur en poussières contenus dans les gaz rejetés de 110 à 2,20 g/m3.
La distribution granulométrique de la poussière est la suivante :
Classe de taille (µm) |
Fraction massique (wi) |
5 – 35
35 – 50
50 – 70
70 – 110
110 – 150
150 – 200
200 – 400
400 - 700 |
0,05
0,05
0,10
0,20
0,20
0,20
0,10
0,10 |
Le débit de fumées est de 2832 m3/min.
La figure ci-joint donne l'efficacité (d'après le fournisseur) de 3 modèles de cyclones (multi-cyclones).
Quel type et combien de cyclones sont nécessaires pour traiter les fumées avec les spécifications ci-dessus ?
