La filtration des aérosols
Résumé
Une introduction au comportement des particules au sein du média fibreux ainsi qu'aux différentes techniques d'élaboration des médias filtrants. L'ouvrage aborde également les performances initiales des médias fibreux et l'évolution des performances des filtres au cours du temps. ©Electre 2017
- Autre(s) auteur(s)
- Éditeur(s)
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Date
- 2017
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Langues
- Français
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Description matérielle
- 1 vol. (216 p.) ; 24 x 16 cm
- Collections
- Sujet(s)
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ISBN
- 978-1-78405-251-5
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Indice
- 660 Industrie et génie chimiques
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Quatrième de couverture
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La collecte de particules au sein d'un média filtrant n'est pas, contrairement à la croyance générale, liée à un simple effet tamis. Les phénomènes mis en jeu sont beaucoup plus complexes et nécessitent de prendre en considération les interactions aérosols-médias filtrants et les conditions opératoires afin de choisir le meilleur filtre à fibres pour une application donnée.
La filtration des aérosols présente tout d'abord les éléments essentiels pour une meilleure compréhension du comportement des particules au sein du média fibreux ainsi que les différentes techniques d'élaboration des médias filtrants et leur caractérisation. Les chapitres suivants analysent les performances initiales des médias fibreux, à savoir la perte de charge qui conditionne la dépense énergétique et l'efficacité de filtration. Enfin, deux chapitres fournissent des réponses aux utilisateurs pour lesquels l'évolution des performances des filtres au cours du temps et par conséquent leur durée de vie restent une donnée importante.
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Tables des matières
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La filtration des aérosols
Dominique Thomas
Augustin Charvet
Nathalie Bardin-Monnier
Jean-Christophe Appert-Collin
iSTE
- Introduction
Dominique Thomas11 - Chapitre 1. Généralités sur les aérosols Dominique Thomas et Augustin Charvet15
- 1.1. Caractéristiques du milieu gazeux15
- 1.1.1. Libre parcours moyen16
- 1.1.2. Nombre de Knudsen17
- 1.2. Paramètres inertiels18
- 1.2.1. Force de traînée18
- 1.2.1.1. Domaine continu20
- 1.2.1.2. Domaine intermédiaire21
- 1.2.2. Dérive dans un champ de forces23
- 1.2.2.1. Champ de pesanteur24
- 1.2.2.2. Champ électrique25
- 1.3. Paramètre diffusionnel28
- 1.4. Diamètre équivalent29
- 1.4.1. Diamètre équivalent en masse, dM29
- 1.4.2. Diamètre équivalent en volume, dV29
- 1.4.3. Diamètre de mobilité électrique, dme30
- 1.4.4. Diamètre de Stokes, dSt30
- 1.4.5. Diamètre aérodynamique, dae30
- 1.4.6. Relation entre ces différents diamètres31
- 1.4.6.1. Relation entre le diamètre aérodynamique dae et le diamètre équivalent en volume dV31
- 1.4.6.2. Relation entre le diamètre de Stokes dSt et le diamètre équivalent en volume dV31
- 1.4.6.3. Relation entre le diamètre de mobilité électrique dme et le diamètre équivalent en volume dv32
- 1.5. Particules nanostructurées35
- 1.5.1. Particules quasi-fractales36
- 1.5.1.1. Dimension fractale36
- 1.5.1.2. Masse volumique effective37
- 1.6. Bibliographie39
- Chapitre 2. Les médias fibreux45
- Jean-Christophe Appert-Collin et Dominique Thomas
- 2.1. Généralités45
- 2.2. Procédés de fabrication des médias non-tissés46
- 2.2.1. Formation du voile48
- 2.2.1.1. Voie sèche48
- 2.2.1.2. Voie humide48
- 2.2.1.3. Voie aérodynamique48
- 2.2.1.4. Voie fondue48
- 2.2.2. Consolidation de la nappe de fibres49
- 2.2.2.1. Voie mécanique49
- 2.2.2.2. Voie thermique50
- 2.2.2.3. Voie chimique50
- 2.2.3. Traitements spéciaux50
- 2.2.4. Synthèse50
- 2.3. Développement de fibres « performantes »51
- 2.3.1. Fibre électret51
- 2.3.2. Electrofilage52
- 2.3.3. Fibres spéciales52
- 2.4. Caractérisation des médias fibreux53
- 2.4.1. Grammage53
- 2.4.2. Epaisseur53
- 2.4.3. Compacité54
- 2.4.4. Diamètre des fibres55
- 2.5. De la nappe au filtre56
- 2.5.1. Appareil de protection respiratoire56
- 2.5.2. Les filtres de ventilation57
- 2.5.3. Les filtres admission air moteur59
- 2.6. Bibliographie59
- Chapitre 3. Perte de charge initiale d'un média fibreux61
- Nathalie Bardin-Monnier et Dominique Thomas
- 3.1. Perte de charge d'un média fibreux plan61
- 3.1.1. Modèles de (...) fondés sur la nature de l'écoulement63
- 3.1.1.1. Ecoulement parallèle aux fibres64
- 3.1.1.2. Ecoulement perpendiculaire aux fibres64
- 3.1.1.3. Ecoulement à travers un arrangement aléatoire de fibres65
- 3.1.2. Comparaison modèles/expériences66
- 3.1.3. Comparaison modèles/simulation68
- 3.1.4. Incidence de l'hétérogénéité des médias fibreux sur la perte de charge71
- 3.2. Perte de charge d'un média fibreux plissé74
- 3.2.1. Modèles expérimentaux76
- 3.2.2. Modèles numériques78
- 3.2.2.1. Modélisation de Raber78
- 3.2.2.2. Modélisation de Yu et Goulding79
- 3.2.2.3. Modélisation de Chen80
- 3.2.2.4. Modélisation de Rebai82
- 3.2.2.5. Modélisation de Fotovati83
- 3.2.3. Cas des plis déformables83
- 3.3. Bibliographie85
- Chapitre 4. Efficacité initiale d'un média fibreux
Dominique Thomas89 - 4.1. Généralités89
- 4.2. Estimation de l'efficacité91
- 4.3. Efficacité unitaire de collecte94
- 4.3.1. Etude de l'écoulement autour d'une fibre et d'un ensemble de fibres95
- 4.3.2. Efficacité unitaire de collecte par diffusion98
- 4.3.3. Efficacité unitaire de collecte par interception100
- 4.3.4. Efficacité unitaire de collecte par impaction103
- 4.3.5. Efficacité unitaire de collecte par effet électrostatique107
- 4.3.6. Rebond des particules110
- 4.3.6.1. Cas des nanoparticules110
- 4.3.6.2. Cas des particules microniques112
- 4.4. Efficacité globale d'un filtre à fibres112
- 4.4.1. Comparaison modèles/expériences112
- 4.4.2. Estimation de la MPPS et efficacité unitaire minimale117
- 4.4.3. Incidence de l'hétérogénéité des médias sur l'efficacité118
- 4.4.3.1. Mauvaise répartition du débit liée à l'hétérogénéité des médias118
- 4.4.3.2. Incidence des fuites sur l'efficacité de collecte121
- 4.5. Conclusion123
- 4.6. Bibliographie124
- Chapitre 5. Filtration des aérosols solides
Dominique Thomas129 - 5.1. Généralités129
- 5.2. Filtration en profondeur132
- 5.2.1. Perte de charge132
- 5.2.1.1. Modèle de Juda et Chrosciel132
- 5.2.1.2. Extension du modèle de Davies133
- 5.2.1.3. Modèle de Bergman133
- 5.2.1.4. Modèle de Letourneau134
- 5.2.1.5. Modèle de Kanaoka et Hiragi136
- 5.2.2. Efficacité137
- 5.3. Zone de transition entre la filtration en profondeur et en surface138
- 5.4. Filtration en surface141
- 5.4.1. Structure du dépôt141
- 5.4.2. Compacité du dépôt143
- 5.4.3. Perte de charge d'un dépôt de particules147
- 5.5. Réduction de surface150
- 5.6. Modèles complets151
- 5.6.1. Modèle de Thomas151
- 5.6.2. Modèle de Bourrous154
- 5.7. Influence de l'humidité de l'air156
- 5.7.1. Cas des particules hygroscopiques157
- 5.7.2. Cas des particules non-hygroscopiques158
- 5.8. Bibliographie160
- Chapitre 6. Filtration des aérosols liquides
Augustin Charvet et Dominique Thomas165 - 6.1. Généralités165
- 6.2. Colmatage par des aérosols liquides166
- 6.2.1. Devenir d'un aérosol liquide dans un filtre166
- 6.2.1.1. Evaporation d'un aérosol collecté dans un média filtrant167
- 6.2.1.2. Drainage168
- 6.2.1.3. Réentraînement169
- 6.2.2. Etapes de la filtration d'un aérosol liquide171
- 6.2.2.1. Etape 1 : dépôt en surface sous forme de gouttes171
- 6.2.2.2. Etape 2 : coalescence et réduction de surface de collecte172
- 6.2.2.3. Etape 3 : formation de ponts et de films liquides172
- 6.2.2.4. Etape 4 : établissement d'un régime stationnaire173
- 6.2.3. Influence des conditions opératoires173
- 6.3. Modélisation du colmatage175
- 6.3.1. Modélisation de l'efficacité d'un filtre en cours de colmatage175
- 6.3.1.1. Modèles globaux d'efficacité175
- 6.3.1.2. Modèle d'efficacité des grandes phases de colmatage178
- 6.3.1.3. Modèle d'évolution temporelle de l'efficacité au cours du colmatage179
- 6.3.2. Modélisation de la perte de charge d'un filtre en cours de colmatage180
- 6.3.2.1. Estimation de la perte de charge finale180
- 6.3.2.2. Estimation de l'évolution temporelle de la perte de charge181
- 6.4. Cas des mélanges binaires (aérosols liquides et solides)182
- 6.5. Conclusion185
- 6.6. Bibliographie186
- Annexe. Adhésion des particules
Dominique Thomas191 - Nomenclature205
- Index213
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Origine de la notice:
- Electre
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Disponible - 660 THO
Niveau 3 - Techniques
