Avec le soutien de la Région Grand-Est, nous avons mené un programme de simulations numériques (CFD) pour dimensionner le vortex de filtration par voie humide et caractériser ses performances - du comportement de l’air à la captation des particules fines.
La filtration par voie humide repose sur un contacteur cyclonique qui met l’air pollué en contact avec un film d’eau. Pour optimiser sa géométrie sans multiplier les prototypes physiques, nous avons simulé numériquement les écoulements à l’intérieur du système.
Chaque écoulement a été étudié séparément, puis croisé pour choisir la meilleure géométrie de vortex.
Lignes de courant de pression et de vitesse, et perte de charge selon le débit. Trois géométries comparées : vortex simple, vortex avec noyau, clapet à l’entrée.
Visualisation de l’interface air/eau pour vérifier la formation du film d’eau sur la paroi. Trois entrées d’eau testées : radiale, axiale et tangentielle.
Trajectoire et impact des particules fines, et estimation de l’efficacité de traitement, pour plusieurs tailles et matériaux (bois, inox, silice, plastique, huile de coupe).
Le dimensionnement du vortex conditionne directement la perte de charge - donc l’énergie nécessaire au traitement.
| Débit (m³/h) | Ø 500 mm | Ø 1 000 mm | Ø 1 500 mm |
|---|---|---|---|
| 5 000 | Faible | Faible | Faible |
| 10 000 | Moyen | Moyen | Faible |
| 20 000 | Élevé | Élevé | Moyen |
| 50 000 | Très élevé | Très élevé | Élevé |
À débit égal, un vortex de plus grand diamètre réduit nettement la perte de charge. Le dimensionnement résulte donc d’un compromis entre encombrement, vitesse de mise en rotation et énergie consommée.
En attribuant aux parois mouillées une condition d’absorption, la simulation des trajectoires de particules a permis d’estimer l’efficacité de traitement du système et de comparer les géométries.
Nous accompagnons la R&D en qualité de l’air, du dimensionnement numérique au démonstrateur. Parlons-en.