UE Procédés 1. MEP - 3PUJPRO1

Objectif(s)

Partie transport de matière :
Décrire et quantifier les phénomènes de transport de matière à partir d’une approche milieux continus (flux et concentrations locales instantanées). On étudiera en particulier les cas limites les plus fréquents dans les applications du génie des procédés et de l’électrochimie.

Partie Mécanique des Fluides :
Ce cours a pour objectif de présenter les concepts fondamentaux de la mécanique des fluides nécessaires à l'analyse et à la modélisation des écoulements rencontrés dans les applications industrielles et énergétiques. Les notions abordées constituent les bases indispensables pour l'étude ultérieure des transferts thermiques, de l'hydraulique, et de la thermohydraulique.

Contenu(s)

Partie transport de matière :
A Concepts fondamentaux
AI – Notion de flux molaire et massique et bilan volumique. Analogie entre flux de chaleur et flux de matière. Cas particulier des régimes stationnaires.
AII – Décomposition d’un flux de matière en trois contributions : diffusion, migration, convection (naturelle et forcée).
AIII – Ordres de grandeur dans différents milieux (solides, liquides et gaz). Cas particulier des mélanges binaires et des solutions « diluées ». Analyse de situation : termes négligeables, prépondérants / phénomènes consécutifs ou en compétition (en série ou en parallèle).
B Quelques cas particuliers importants
BI – Diffusion pure (lois de Fick). Quelques exemples (stationnaire et transitoire) suivant différentes conditions frontières et différentes géométries. En particulier : flux constant / continuité de flux / concentration constante / diffusion semi-infinie.
BII – Migration pure (loi d’Ohm). Distribution primaire du courant dans un système conducteur. Application pour différentes géométries.
BIII – Diffusion convective (loi de Fick !). Principes de lien avec l’hydrodynamique (Levich, Sherwood,…). Quelques exemples : cas du milieu stagnant avec mélange binaire / théorie du film ou modèle de Nernst / modèle du double film.

Partie Mécanique des Fluides :
1. Propriétés des fluides
2. Hydrostatique (Statique des fluides)
3. Dynamique des fluides parfaits - Équation de Bernoulli et théorème de la Quantité de Mouvement (Euler)
4. Analyse Dimensionnelle (Théorème de Vashy-Buckingham)
5. Fluides réels - Viscosité / Pertes de charges / Bernoulli généralisé

Notions de base en chimie en particulier en thermochimie et cinétique chimique. Notions de base en mécanique des milieux continus ainsi qu'en mécanique du point.

Contrôle des connaissances

Session 1
Modalités : tous documents et calculatrice autorisés

Session 2
Modalités : tous documents et calculatrice autorisés

Informations complémentaires

Bibliographie

Transport Phenomena, R.B. Bird, W.E. Stewart, E.N. Lightfoot. John Wiley & Sons Inc., 2007 (2nd edition)