Classification des mobiles en fonction de la nature de l'écoulement engendré
Une cuve agitée est souvent isométrique, c'est-à-dire que ses trois dimensions caractéristiques sont du même ordre de grandeur.
Ainsi, l'écoulement dans une telle cuve est généralement tridimensionnel et la vitesse u, comme le montre la figure 20, présente des composantes axiales, radiales et tangentielles, les ordres de grandeur relatifs de ces différentes composantes dépendant de la nature exacte du mobile.
On distingue le plus souvent dans une cuve agitée, pour les mobiles classiques, trois types d'écoulement qui participent au comportement d'ensemble :
L'écoulement primaire est celui qui correspond à l'éjection du mobile d'agitation,
L'écoulement secondaire correspond à la circulation globale dans les zones périphériques de la cuve,
L'écoulement tertiaire correspond généralement à des phénomènes localisés (vortex derrière les pales, les chicanes…)
C'est l'écoulement primaire qui permet d'effectuer la première classification (cf. figures 21).
Un mobile axial s'alimente et éjecte le fluide axialement. On distingue selon le sens de refoulement le "pompage bas" et le "pompage haut" . La plupart des mobiles de ce type en agitation rapide de produits peu visqueux sont des mobiles profilés, de type "surfaces réglées" comme les hélices. En agitation lente de liquides visqueux, où les écoulements s'effectuent par adhérence sur les pales et entraînement, les mobiles à "pales" classiques sont inefficaces et sont remplacés par des "vis" ou des "rubans hélicoïdaux” .
Un mobile radial s'alimente axialement, mais le refoulement est radial, de l'intérieur vers l'extérieur. Si le mobile est suffisamment détaché du fond de la cuve, l'écoulement secondaire est alors constitué de deux boucles de circulation dans un plan vertical, autour d'une zone immobile en moyenne qui constitue l'oeil de la circulation. La plupart des mobiles de ce type en agitation rapide de fluides peu visqueux sont constitués de pales verticales et reçoivent la dénomination de "turbines” . Notons qu'il existe d'autres mobiles radiaux que les turbines, par exemple les bicônes. Ces mobiles deviennent totalement inopérants dans les fluides très visqueux...
Dans le cas d'un mobile tangentiel, les composantes de vitesse axiales et radiales sont généralement relativement faibles en comparaison des composantes tangentielles. Le fluide tourne alors en bloc à vitesse angulaire quasi constante, ce qui ne favorise pas le mélange rapide du liquide. Ce type d'écoulement est le plus souvent réservé aux opérations lentes avec des fluides visqueux et des vitesses d'écoulement faibles. Les mobiles de ce type correspondent à des pales droites de grand diamètre ou à des mobiles de proximité de paroi comme les ancres. Les constructeurs commencent à proposer des modèles évolués de ces mobiles, mais le caractère général de l'écoulement reste le même.
Notons l'existence de nombreux mobiles de compromis dont les turbines à pales inclinées sont un bon exemple. Effectivement, une pale droite inclinée à 45° sur le plan horizontal refoulement sensiblement le fluide orthogonalement à sa surface, lui communiquant ainsi des composantes de vitesse à la fois radiale, axiale et tangentielle (par le mouvement de rotation). À l'heure actuelle, notamment grâce à l'apport de la vélocimétrie laser, les constructeurs savent "dessiner" les mobiles pour leur donner les caractéristiques d'éjection désirées et éviter les traditionnelles zone morte dans la partie centrale située sous le moyeu ou dans les coins de la cuve.