1. Définition - Qu'est-ce que le Nombre de Froude ?

Le nombre de Froude est un nombre adimensionnel. Il compare 2 forces :

Fr = (forces autres que la gravité - principalement centrifuges) / gravité

et donne une indication de la dynamique de l'écoulement des particules dans un mélangeur.

2. Calcul du nombre de Froude

Équation 1 : Nombre de Froude

Avec
R = rayon du mélangeur ou rayon de l'agitateur du mélangeur
ω = vitesse angulaire

Il peut être exprimé sous une forme plus pratique pour les mélangeurs de poudres équipés d'un élément de mélange dans l'équation 2 :

Équation 2 : Calcul du nombre de Froude pour un mélangeur équipé d'un outil de mélange (ruban, pales, etc.)

Avec
u = vitesse périphérique de l'élément de mélange
D = diamètre de l'élément de mélange

3. Interprétation et Application du Nombre de Froude

Le nombre de Froude est utilisé pour caractériser la manière dont les particules seront mélangées dans un mélangeur à sec.

• Si Fr < 1, les forces gravitationnelles sont supérieures aux forces d'inertie dues à l'agitation ou au mouvement du mélangeur, ainsi le mélange s'effectue en phase dense, avec les particules roulant les unes sur les autres. Mélangeurs à chute libre (tambours) ou Mélangeurs à ruban travaillent typiquement dans cette plage.

• Si Fr = 1, il s'agit du point de bascule, où les forces d'inertie et les forces gravitationnelles s'équilibrent. Les particules agitées peuvent être mises en suspension par le mélangeur et une fluidisation se produit. Mélangeurs à pales à double arbre, utilisant une zone de fluidisation pour le mélange, fonctionnent typiquement dans la plage Fr = 1 à 1,1

• Si Fr > 6-7, la poudre est en réalité centrifugée et forme un anneau sur la paroi du mélangeur. C'est typiquement ce qui se produit avec les mélangeurs à cisaillement (qui peuvent également fonctionner en zone fluidisée avec Fr compris entre 2 et 6).