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Transferts Thermiques et Réacteurs réels

Objectifs

A la fin de ce module, l'étudiant devra avoir compris et pourra expliquer (principaux concepts) :
- les systèmes réactionnels à débit variable,
- le rendement et la sélectivité (systèmes réactionnels à stoechiométrie multiple),
- les arrangements de réacteurs (série, parallèle, piston avec recyclage),
- les mécanismes de mélange et leur lien avec le déroulement de la réaction,
- l'influence de la non-idéalité d'un réacteur sur la conversion: distribution des temps de séjour (notion de fonction de transfert) et distribution des concentrations (mélange),
- l'influence de la température sur les performances d'un réacteur, notion de Progression Optimale de Température,
- l'équation générale de conservation de l'Energie,
- les phénomènes de transfert de chaleur (régime permanent / transitoire) :
- conduction (loi de Fourier),
- convection (forcée et naturelle),
- rayonnement.
L'étudiant devra être capable de :
- calculer des réacteurs ouverts idéaux en conditions de débit variable,
- calculer la taille ou le rendement ou la sélectivité des réacteurs ouverts idéaux pour les systèmes à stoechiométrie multiple et le taux de conversion qui peut être obtenu par arrangement des réacteurs,
- déterminer la DTS d'un réacteur,
- appliquer un modèle de mélange ou d'écoulement afin de prédire la conversion dans un réacteur non uniforme,
- calculer la POT pour un système donné,
- établir et résoudre des bilans enthalpiques sur des systèmes réactionnels ou non ,
- calculer des pertes thermiques à travers un calorifuge (rayon critique de calorifuge),
- caractériser les transferts dans les ailettes de refroidissement,
- déterminer le gradient de température dans un réacteur catalytique et un réacteur monophasique,
- calculer le temps de chauffage/refroidissement d'un réacteur.

Pré-requis

Transport et réaction dans les milieux fluides
Thermodynamique
Thermodynamique énergétique

Evaluation

L'évaluation des acquis d'apprentissage est réalisée en continue tout le long du semestre. En fonction des enseignements, elle peut prendre différentes formes : examen écrit, oral, compte-rendu, rapport écrit, évaluation par les pairs...