Le mélangeur statique est un dispositif utilisable dans de nombreux domaines. Il sert dans le transport, l’industrie, et même pour des usages domestiques. Indépendamment de la marque et des formes qu’il peut prendre, il s’agit d’un accessoire utile principalement pour le mélange de fluides.
Sommaire
Une petite définition
Il n’est pas difficile d’imaginer une définition au terme « mélangeur statique » en se basant sur le rôle qu’il joue : son nom est assez explicite sur le sujet.
Mélangeur statique est le nom donné à un dispositif capable de mélanger des fluides de manière continue sans intervention de pièces en mouvement. Autrement dit, c’est un appareil inerte utilisé pour faciliter le mélange rapide et efficace de produits bi-composants comme les adhésifs ou les silicones. Il peut être fabriqué avec des matériaux divers et son diamètre est compris entre 6 mm et 6 m.
Le dispositif doit être fixé sur des cartouches bi-composantes de la forme d’un tube fin comme celles retrouvées sur le site d’Etraves. Le mécanisme interne à l’appareil lui permet ainsi d’être utile non seulement dans le mélange des liquides, mais aussi dans le mélange des gaz ou de liquide et de gaz.
Les formes de mélangeurs statiques
Les mélangeurs dits statiques sont constitués de plusieurs éléments inertes placés à la chaîne dans un tube. Le plus souvent, ces éléments sont tournés à 90° l’un par rapport à celui qui le précède. Ils peuvent être de formes différentes. On trouvera donc principalement des éléments hélicoïdaux, des éléments en forme de X et d’autres en forme de V. Le premier type est le plus rependu.
Un écoulement est qualifié de laminaire lorsque le nombre de Reynold qui est associé est inférieur à 2000. Si par contre le nombre de Reynold est bien supérieur à 2000, on parle d’écoulement turbulent. Les mélangeurs restent utiles dans ces deux situations, même si le principe de fonctionnement en est modifié.
La technologie et le fonctionnement des mélangeurs statiques
La forme, le nombre et le positionnement des éléments du dispositif influent grandement sur l’homogénéité du mélange. Le principe du mélangeur peut être différent en fonction du type d’écoulement (laminaire ou turbulent) et de la forme de ses éléments.
Éléments hélicoïdaux
Dans ce cas, le mélange est effectué par division de flux pour un écoulement laminaire : à chaque passage du flux de produits sur un élément, il est séparé en deux couches. Ainsi, après un passage par n éléments, N=2n couches sont créées. L’augmentation du nombre d’éléments renforce donc l’homogénéité. 12 à 24 éléments sont nécessaires pour un mélange complet et indépendant du débit ou de la viscosité, vu le type d’écoulement.
Pour un écoulement laminaire, le mélange s’obtient par conversion et inversion de flux. On observe en parallèle une rotation interne des couches dans le fluide (puisqu’ils changent de sens dans chaque élément) en plus d’un cisaillement.
Éléments en forme de X
Les éléments de cette forme servent à mélanger des liquides de haute viscosité, particulièrement en régime laminaire. Le fluide est alors cisaillé chaque fois qu’il passe par un élément, créant des stries de plus en plus fines jusqu’à homogénéisation complète.
Éléments en forme de V
De tels éléments facilitent la dispersion de fluides peu visqueux comme les gaz dans un régime turbulent. Ces éléments sont aussi tournés à 90° chacun par rapport à son précédent et soudés. Ainsi, de petites bulles de taille constante se forment au passage des fluides par les éléments. Cela crée une grande surface de contact entre les fluides pour un meilleur mélange.
Les applications du dispositif
Les utilisations principales des mélangeurs statiques s’étendent aux domaines du transport, l’éolienne, l’aérospatiale, l’industrie de l’électronique, la construction navale, l’assemblage industriel, le traitement de la pierre, la construction, …
Il s’agit d’un dispositif jetable à la fin de son utilisation. La cartouche l’ayant abrité peut néanmoins être réutilisée ou trouvée sur étraves.
