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Cour 1 Théorie des échangeurs de chaleurDescription générale Type d ? échange Les échangeurs de chaleur Sont des dispositifs qui assurent l'échange de chaleur entre deux uides à des températures di ?érentes sans qu'ils soient mélangés Au sein d ? un échan

Théorie des échangeurs de chaleurDescription générale Type d ? échange Les échangeurs de chaleur Sont des dispositifs qui assurent l'échange de chaleur entre deux uides à des températures di ?érentes sans qu'ils soient mélangés Au sein d ? un échangeur de chaleur on peut trouver les modes d ? échange suivants ? Conduction c ? est la propagation de la chaleur dans la matière sans transfert de masse À travers les solides la conduction assure un bon transfert de chaleur ? Convection ce mode de transfert de chaleur appara? t entre deux phases dont l'une au moins est mobile en présence d'une di ?érence de température Le mouvement des phases peut être provoqué par des di ?érences de densité dans le uide le transfert de chaleur est dit de convection naturelle ou libre Le mouvement peut être provoqué par une dégradation d'énergie mécanique le transfert de chaleur est dit de convection forcée Cette dernière est essentielle pour ces appareils échangeurs ? Rayonnement c ? est l ? émission d ? énergie par les surfaces des corps sous forme de radiation Elle correspond à un échange de chaleur par l'intermédiaires d'une onde de nature électromagnétique et qui ne nécessite aucun support matériel cas du vide certains gaz plus ou moins transparent et de certains solide Donc le transfert de chaleur qui a lieu au sein d ? un échangeur fait intervenir le mode convectif dans chacun des deux uides et le mode conductif à travers la paroi qui les séparent Généralement le rayonnement est faible et sera négligé En général Il existe trois classes d'échangeurs de chaleurs Échangeurs à transferts directs Échangeurs de stockage thermique Échangeurs à contacts directs C Principe général Le principe est de faire circuler deux uides à travers des conduits qui les mettent en contact thermique Ces uides sont mis en contact thermique à travers une paroi métallique ce qui favorise les échanges de chaleur En général le uide chaud cède de la chaleur au uide froid Le principal problème consiste à dé ?nir une surface d ? échange su ?sante entre les deux uides pour transférer la quantité de chaleur nécessaire dans une con ?guration donnée La quantité de chaleur transférée ne dépend pas seulement de la surface d ? échange entre les deux uides mais aussi de nombreux autres paramètres Les ux de chaleurs transférées dépendent aussi - des températures d ? entrée - des caractéristiques thermiques des uides chaleurs spéci ?ques conductivité thermique - des coe ?cients d ? échange par convection Con ?gurations géométriques Échangeurs tubulaires coaxiaux simple Un des uides circule dans l ? espace annulaire entre les deux tubes tandis que l ? autre circule dans le tube central Pour cette con ?guration deux types de fonctionnements sont distingués les deux uides circulent dans le même sens ou en sens opposé Le premier est un échangeur co-courant ou courant- parallèle Dans le deuxième cas c ? est un échangeur contre-courant Ce type d ? échangeur est souvent rencontré dans l ?