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Le nombre de Bodenstein ( $Bo$ ) est un nombre sans dimension utilisé pour caractériser les réacteurs tubulaires. Il représente le rapport entre le transfert total et le transfert par diffusion axiale.

Le nombre de Bodenstein porte le nom de Max Bodenstein, physicien allemand.

On le définit de la manière suivante :

$Bo={\frac {L\;v}{D_{ax}}}$

avec :

L – longueur du tube
v – vitesse
D_ax – coefficient de dispersion axial

Le coefficient de dispersion peut être calculé par la formule suivante^[1] :

$D_{ax}=D+{\frac {v^{2}\;{d_{tube}}^{2}}{192\;D}}$

avec :

D - coefficient de diffusion
v - vitesse
d_tube - diamètre du tube

On peut à partir de ce coefficient de dispersion calculer le nombre de Péclet correspondant et retrouver le nombre de Bodenstein.

$Pe_{ax}={\frac {v\;d_{tube}}{D_{ax}}}=Bo\;{\frac {d_{tube}}{L}}$
Le nombre de Bodenstein est donc un cas particulier du nombre de Péclet massique et est couramment utilisé en hydrodynamique pour caractériser l'écoulement des réacteurs de type piston. Il permet de caractériser l'idéalité d'un tel réacteur et est un paramètre important pour l'étude de la distribution de temps de séjour.

Le nombre de Bodenstein tend vers l'infini lorsque le réacteur tubulaire est idéal, c'est-à-dire sans rétro-mélange ou diffusion, et vers 0 lorsque le réacteur correspond à un réacteur continu avec un mélange parfait de la masse réactionnelle.

Notes et références

↑ J. F. Wehner1, R. H. Wilhelm, « Boundary conditions of flow reactor », Chemical Engineering Science, vol. 6,‎ 1956, p. 89 (DOI 10.1016/0009-2509(56)80014-6)