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Dispersion des polluants > Chapitre 4: Processus de transport > Flashcards

Chapitre 4: Processus de transport Flashcards

1
Q

Quels sont les processus de transports qui sont de nature aléatoire?

A

Diffusion turbulente et diffusion moléculaire

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Q

Quelle sont les forces motrices (3) du transport de particules par advection?

A
  • Gradient de concentration et de pression
  • Élévation
  • Masse volumique
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3
Q

Nommez deux processus de transport que l’ont peut rencontrer dans une rivière.

A
  • Advection
  • Diffusion turbulente
    (pas de diffusion moléculaire, car trop minime)
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4
Q

Quel est le type d’écoulement y-a-il dans un décanteur normalement?

A

Écoulement laminaire

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5
Q

Dans la sédimentation, que signifie Vs?

A

Vitesse terminale de sédimentation

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6
Q

Dans la sédimentation, que signifie Vsc?

A

Vitesse terminale critique de sédimentation

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7
Q

Pour que le taux d’enlèvement soit de 100% dans une sédimentation, que faut-il?

A

Il faut que Vs > Vsc

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8
Q

Si la Vs < Vsc alors le taux d’enlèvement prend quelle valeur?

A

Vs / Vsc

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9
Q

De combien varie un coefficient de diffusion moléculaire quand la température de l’eau augmente de 10 dégré?

A

1,2 à 1,5

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10
Q

Quelle est l’effet de floculation sur la sédimentation des particules?

A

La sédimentation se fait plus rapidement

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11
Q

Vrai ou faux. La vitesse de sédimentation double quand le diamètre de la particule double.

A

Faux. La vitesse de sédimentation quadruple.

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12
Q

Quels sont les effets de la température sur la sédimentation d’une particule?

A

La sédimentation est plus efficace quand la température augmente. Lorsque T augmente, la densité diminue et la viscosité aussi.

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13
Q

Pourquoi qualifie-t-on une vitesse de sédimentation calculée avec l’équation suivante “vitesse terminale”?
Vs = (g( Pp - Peau) dp^2)/18 u, eau

A

Parce que la somme des forces est égale à zéro. À l’équilibre l’accélération est nulle

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14
Q

Quel phénomène est à l’origine de la diffusion moléculaire?

A

Mouvement brownien

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15
Q

Quelle est la force motrice de la diffusion moléculaire?

A

dCa/dt (gradient de concentration)

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16
Q

Est-ce que la vitesse de diffusion d’une molécule dans l’eau est la même que dans l’éthanol?

A

Non, car la viscosité n’est pas la même. Plus la viscosité dynamique du produit est faible, plus la vitesse de diffusion de la particule est élevée

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17
Q

Pourquoi et comment la diffusion moléculaire est-elle influencée par la température?

A

Lorsque T augmente, plus l’énergie du système augmente, plus il y a d’agitation, plus la viscosité diminue, et donc la diffusion moléculaire est facilitée

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18
Q

Quel est le sens de chacun des termes de l’équation suivante?
sigma, x = sqrt(2D, A x t)

A
  • sigma, x : distance parcourue par 67% de la matière.
  • D A, : coefficient de diffusion
  • t : temps
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19
Q

Donnez un point en commun et une différence entre la diffusion moléculaire et la diffusion turbulente dans la diffusion turbulente.

A
  • Point en commun: les deux sont des phénomènes aléatoires
  • Différence: la diffusion turbulente dépend des propriétés de l’eau alors que la diffusion moléculaire dépend des propriétés moléculaires
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20
Q

Est-ce vrai que dans une rivière, il y a uniquement de la diffusion turbulente dans le direction transversale?

A

Non, dans tous les sens.

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21
Q

Dans quelle condition est-ce pertinent de prendre en compte la diffusion moléculaire?

A

Lorsque c’est le seul processus de transport.

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22
Q

Qu’est-ce que la dispersion mécanique?

A

La distorsion des profils de concentration due à des vitesses d’écoulement différentes. Les vitesses d’écoulement différentes (friction sur les parois ou convection) entraîne une dispersion d’un contaminant

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23
Q

Quelle est la force motrice de la sédimentation.

A

La force de gravité (Fg)

24
Q

Quelles sont les deux forces qui empêche la sédimentation?

A

Poussée d’Archimède (Fa) et force de traînée (Fd)

25
Q

Si l’écoulement est turbulent, que vaut le Cd (sédimentation) ?

A

Cd = 0,44

26
Q

À partir de sa forme générale, développer l’équation différentielle de bilan de masse dans le cas d’un canal où on suppose qu’il y a de la diffusion turbulente uniquement dans la direction longitudinale.

A

dCa/dt = -( dj, ax / dx + dj,ay / dy + dj, az / dz) + ra

j,ax = -Dt x (dCa/dx)
où Dt est le coefficient de turbulence

dCa/dt = -( (dCa/dx)) + ra

27
Q

Si l’écoulement est laminaire que vaut le Cd ?

A

Cd = 24/Re

28
Q

Si l’écoulement est transitoire que vaut le Cd ?

A

Cd = 18,5 / (Re)^0,6

29
Q

À partir de quel diamètre, la sédimentation d’un grain de sable ne se fait plus en régime laminaire?

A

d = 2,65

30
Q

Quelle est effet de la température sur la viscosité?

A

Plus la température augmente, plus la viscosité diminue. La viscosité diminue d’un facteur 2, lorsque la température augmente de 30 degrés.

31
Q

Dans l’air, quels sont les pourcentages des principaux gaz ?

A

Dans 1 m^3:
- 79% de N2 (azote)
- 21& de O2 (dioxygène)
- 0,4 % de CO2 (dioxyde de carbone)

32
Q

Masse molaire de H.

A

1 g/mol

33
Q

Masse molaire de C.

A

12 g/mol

34
Q

Masse molaire de N.

A

14 g/mol

35
Q

Masse molaire de O.

A

16 g/mol

36
Q

Masse molaire de P.

A

31 g/mol

37
Q

Masse molaire de S.

A

32 g/mol

38
Q

Masse molaire de Fe.

A

56 g/mol

39
Q

Masse molaire de Cl.

A

35.5 g/mol

40
Q

Masse molaire de He.

A

4 g/mol

41
Q

Quel est le flux spécifique de A dans un décanteur (advection +sédimentation) ?

A

j a, tot = j a,sed + j a,sed = (v adv + v sed) x Ca

42
Q

Équation vitesse de sédimentation critique Vsc ?

A

Vsc = (Vh x h)/L =
Vsc = (Vh x h x W)/LW =
Vsc = Q/Azs **

où Azs est la zone de sédimentation (à vol d’oiseau) et Q le débit d’eau à traiter

43
Q

Quel est le critère d’enlèvement des particules dans un décanteurs circulaire horizontal dans le cas où toutes les particules ont la même vitesse de sédimentation

A
44
Q

Définition de la diffusion moléculaire.

A

À cause de l’agitation thermique aléatoire (mouvement Brownien), les solutés migrent naturellement des zones de fortes concentrations vers les zones de faibles concentrations

45
Q

Quelle est la première loi de Fick ?

A

jax = -Da (dCa/dx)

46
Q

Quelle est la deuxième loi de Fick ? (il faut qu’il ait uniquement de la diffusion moléculaire et qu’il y ait seulement du transport dans la direction x et que le composant soit non réactif)

A

dCa/dt = Da x (d^2 Ca / dx^2)

47
Q

Quelle est l’effet de la température sur la diffusion moléculaire ?

A

(Da)T = (Da)25C x e exp(kt(T-25))

où T est exprimé en degré C et Kt est un paramètre qui dépend du composant A

0,018 < Kt < 0,04 degré-1

48
Q

Que stipule la loi de Stockes - Einstein à propos de la diffusion moléculaire?

A

Da = (kT/6 x pi x u r s,a)

=> Lorsque la masse molaire du soluté a augmente, le rayon de de la molécule de soluté augmente et le coefficient de diffusion diminue

49
Q

Quelle est l’équation de la diffusion moléculaire qui est une distribution normale?

A

sigma,x = sqrt(2 x Da x t)

où sigma,x est une mesure (ordre de grandeur) de la distance sur laquelle un composant diffuse dans un temps t. La distance parcourue par 67% des particules.

50
Q

Quels processus ont tendance à disperser les contaminants transversalement à l’écoulement dans une rivière?

A
  • Dispersion mécanique (vitesse d’écoulement différente dû à la friction)
  • Diffusion turbulente (turbulence)
51
Q

Quels sont les processus à considérer pour la dispersion de particules en suspension dans l’eau?

A
  • Vitesse d’écoulement
  • Turbidité
  • Dispersion mécanique
  • Vitesse de sédimentation et vitesse de flottation
52
Q

Comparez la dispersion d’un polluant dans une nappe phréatique, dans un torrent et dans un lac.

A
  • Nappe phréatique: diffusion moléculaire
  • Torrent: turbulence
  • Lac: renversements thermiques (inversion)
53
Q

Pourquoi la prédiction d’un coefficient de dispersion dans un cours d’eau est-elle complexe?

A

Parce qu’on a besoin de connaître plusieurs variables.

54
Q

Dans quel sens la diffusion (moléculaire ou turbulente) tend à disperser les composés?

A

Transversalement

55
Q

Dans quel sens la diffusion + advection tend à disperser les composés?

A

Dans le sens de l’écoulement

Dispersion des polluants (5 decks)

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