nombre de Froude
nombre de Froude appliqué aux applications de mélange de poudres
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| Résumé de la section |
|---|
| 1. Nombre de Froude calcul |
| 2. Nombre de Froude références pour les mélangeurs de poudres courants |
1. Calcul du nombre de Froude
Quelle est la formule du nombre de Froude ?
Le mélange de poudres est basé sur le mouvement des particules faisant partie de la recette à mélanger. Le mouvement peut être de différents types, et les différents modèles de mélangeurs correspondront à différents principes de mélange.
Les mélangeurs sont souvent classés grâce au nombre de Froude. Importance du nombre de Froude : ce nombre adimensionnel définira le régime de mélange en fonction de sa valeur.
nombre de Froude est défini dans l'équation 1 [Perry] :
Équation 1 : formule du nombre de Froude
Avec
R = rayon du mélangeur ou rayon de l'agitateur du mélangeur
ω = vitesse angulaire
Il peut être exprimé sous une forme plus pratique pour les mélangeurs de poudres comportant un élément de mélange (agitateur) dans l'équation 2 :
Équation 2 : nombre de Froude calcul pour mélangeur équipé d'un outil de mélange (ruban, pales...)
Avec
u = vitesse périphérique de l'élément de mélange
D = diamètre de l'élément de mélange
À quoi sert le nombre de Froude ?
Qu'est-ce que le nombre de Froude ? nombre de Froude compare deux forces :
Fr = (forces autres que la gravité, principalement centrifuges) / gravité
- Si Fr < 1, cela signifie que les forces de gravité seront plus fortes que les forces centrifuges, la poudre restera déposée dans le mélangeur, déplacée, mais pas en nuage
- Si Fr > 1, cela signifie que les forces centrifuges tendront à être plus fortes que la force de gravité : la poudre aura tendance à être soulevée et suspendue dans l'air dans le mélangeur.
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2. Références du nombre de Froude pour les mélangeurs courants
Application clé du nombre de Froude : régime de mélange dans les mélangeurs de poudres sèches
Parmi les mélangeurs couramment utilisés industriellement pour le mélange de poudres, le tableau ci-dessous propose une classification selon nombre de Froude
Tableau 1 : Mélangeur classé selon leur nombre de Froude et principe de mélange
| Fr | Classe de mélange | Type de mélangeur | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|---|
| < 1 | Diffusion | Type mélangeurs par chute libre Mélangeurs en V Mélangeurs à double cône Mélangeurs de silo Mélangeurs de tambour |
Très simple Faible consommation d'énergie Mélange doux Aucun élément de mélange dans l'équipement Fiabilité Accès pour le nettoyage |
Mélange long Ne permet pas d'obtenir un bon mélange pour des poudres de tailles de particules très différentes Ségrégation des effets peuvent être rencontrés |
| < 1 | Convection | Type mélangeur à poussée Ruban Mélangeurs Mélangeurs à vis |
Permettent généralement d'obtenir de meilleurs résultats de mélange que les mélangeurs par diffusion Faibles apports d'énergie Généralement moins coûteux que les mélangeurs à palettes ou à soc de charrue |
Mélange long Complexité mécanique Accès pour le nettoyage Peut endommager le produit lors d'un temps de mélange long |
| > 1 | Convection | Palettes Mélangeurs Mélangeurs pneumatiques |
Temps de mélange court Mélange doux Faible apport d'énergie Bon accès pour le nettoyage (certaines conceptions peuvent être avec arbres extractibles Pour les mélangeurs à palettes, existent en exécution de mélange continu Pour les mélangeurs à padlle, une injection de liquide peut être prévue |
Coût comparé aux tambours diffusifs / mélangeurs à ruban En cas d'injection de liquide, sujet à l'agglomération - nécessite alors certains éléments de mélange supplémentaires à cisaillement plus élevé Pour le lit fluidisé généré pneumatiquement, une attention doit être portée aux risques de ségrégation en raison des fines \"flottantes\" situés au sommet du mélangeur |
| >> 1 | Convection Cisaillement |
Soc de charrue Mélangeurs Éléments de mélange à haut cisaillement |
Temps de mélange court Réduire les risques d'agglomération de poudre Existent en exécution de mélange continu |
Augmentation de la fragmentation de la poudre Apport énergétique élevé Coût |
Un autre type de classification pourrait être proposé en fonction du type de procédé où les mélangeurs sont intégrés : Lot ou Continu. Si les mélangeurs en lot représentent probablement la majorité des applications industrielles, certains types de mélangeurs (mélangeurs à palettes) peuvent être utilisés en mode continu, ce qui peut être utile pour certains types de procédés.
3. Calculateur du nombre de Froude
Vous pouvez ouvrir un calculateur Excel gratuit pour le nombre de Froude ici : Froude Calculateur Excel