Cours d'agitation : introduction

Rôle de l'agitation: provoquer, à l'aide d'un agitateur, des turbulences destinées à une bonne répartition des produits dans un appareil.

Les objectifs peuvent être divers:

• mélange de liquides miscibles
• mélange de liquides immiscibles (émulsification, émulsion)
• mélanges de liquides et de solides (mise en suspension)
• mélanges de solides et de liquides (voir cours de mélange)
• mélange de liquides et de gaz
• amélioration des échanges thermiques
• homogéniser la température d'une masse de produit
• déclencher ou accélerer une réaction chimique
• dissoudre un soluté dans un solvant
• faciliter une opération d'extraction ou d'absorption
• maintenir un solide en suspension
• renouveler la surface de contact des produits en présence

Le problème peut sembler simple au premier abord, puisqu'il s'agit ni plus ni moins de "touiller" le produit ou la solution, comme on le fait dans une casserole de cuisine, ou avec une cuillère pour dissoudre le sucre dans son café.

En réalité, le problème industriel du choix de l'agitateur et de sa puissance est souvent bien plus complexe, notament face au choix des matériaux, de la forme du mobile d'agitation et de son implantation, de la forme du récipient, et de l'intensité de l'agitation désirée (turbulence, cisaillement).

Les pages suivantes montrent quelques exemples de mobiles d'agitation, les principaux types d'écoulement rencontrés (axial ou radial), ainsi que quelques photos d'agitateurs.

Nombres adimensionnels caractéristiques

Nombre de Reynolds (rapport entre forces d'inertie et forces de viscosité)

Re = r N d² / m

Nombre de puissance (coefficient de trainée de l'agitateur dans le fluide)

Np = P / r N³ d⁵

Nombre de Froude (rapport entre forces d'inertie et forces de gravité)

Fr = N² d / g