Comparaison de méthodes de détection du vortex dans des cuves agitées

Un des travaux les plus significatifs dans le domaine de la prédiction des formes de la surface libre dans des cuves agitées date d'une quarantaine d'années avec la contribution de Shinji Nagata. Bien que les travaux de Nagata aient marqué le savoir sur les surfaces libres, la prédiction de l'état de la surface libre dans des cuves agitées en milieu industriel demeure un sujet qui a besoin de plus d'études. L'objectif de cette étude est d'évaluer la pertinence de deux méthodes expérimentales permettant de déterminer la forme de la surface libre depuis le haut d'une cuve de mélange. Un fluide newtonien à très faible viscosité est utilisé afin d'obtenir des vortex quantifiables. La première méthode, utilisée comme référence, se base sur des observations latérales d'une cuve à parois transparentes. La deuxième méthode, utilise un faisceau laser et une caméra CCD pour extraire la forme de la surface libre. La troisième méthode repose sur du traitement d'images et de l'échelle des gris afin de déterminer la forme tridimensionnelle de la surface libre. Dans le but d'évaluer la performance de chaque méthode, des essais de comparaison sur leur précision et reproductibilité sont effectués. Les résultats indiquent que les deux dernières méthodes (l'échelle des gris et le faisceau laser) fournissent des résultats fiables concernant la forme des vortex. Toutefois, la troisième méthode est celle qui dispose de la variabilité la plus grande. En plus, les méthodes testées permettent d'obtenir des mesures quantitatives pouvant adresser la modélisation de la forme des vortex dans les cuves agitées. Les méthodes d'investigation présentées dans cette étude sont utiles pour caractériser et déterminer les formes et profondeurs des vortex présents dans des conditions industrielles de mélange dans lesquelles des fluides et des cuves transparents ne sont pas utilisés.