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Echangeur thermique chapitre 1

ÉCHANGEURS DE CHALEUR France Chemical Engineering Network Chapitre I ÉCHANGEURS DE CHALEUR ENSIC ??Nancy ? CÉCHANGEURS DE CHALEUR France Chemical Engineering Network ÉCHANGEURS DE CHALEUR I INTRODUCTION L ? échange de chaleur entre deux uides à températures di ?érentes et séparées par une paroi solide intervient dans de très nombreuses réalisations industrielles Le dispositif utilisé pour e ?ectuer cet échange s ? appelle Echangeur de Chaleur On le rencontre très fréquemment dans les procédés chimiques mais il intervient aussi dans les systèmes de conditionnement d ? air dans les engins spatiaux dans les unités de production d ? énergie etc Le développement et le perfectionnement des échangeurs de chaleur sont très étroitement liés aux problèmes de l ? utilisation rationnelle de l ? énergie Les considérations économiques jouent un rôle primordial dans la conception et le choix de ces appareils Dans chaque cas on devra optimiser le système pour obtenir le meilleur accord ou compromis possible entre l ? objectif d ? e ?cacité et les impératifs d ? encombrement de poids de prix de revient etc Il s ? agit d ? ailleurs souvent de cas d ? espèce et certains de ces impératifs peuvent imposer le choix d ? une solution qui n ? est pas forcément la plus économique C ? est ainsi que dans les applications spatiales ou aéronautiques le poids ou la taille sont des paramètres de la plus haute importance qui peuvent faire passer au second plan les considérations ?nancières L ? étude détaillée de tous ces facteurs sortirait des limites de cet exposé cependant nous insistons sur leur importance qu ? un ingénieur n ? a pas le droit d ? ignorer Dans ce qui suit on se bornera à exposer les méthodes qui permettent de calculer la taille et le type d ? échangeur nécessaire pour atteindre un objectif donné en se limitant aux systèmes dans lesquels le transfert de chaleur se fait essentiellement par conduction et par convection Ceci ne veut pas dire que le rayonnement ne joue aucun rôle dans les échangeurs de chaleur dans de nombreuses applications spatiales c ? est au contraire lui qui constitue le mode de transfert de loin le plus important On trouvera dans ce cours une première partie celle-ci sur les principaux types d ? échangeurs suivis d ? une seconde sur le calcul général de la puissance échangée ou des coe ?cients globaux de transfert de chaleur La troisième partie est consacrée à la description et au calcul des échangeurs tubes-calandre alors que la quatrième partie concerne les échangeurs à plaques Dans les deux cas un exercice d ? application permettra d ? illustrer et d ? appliquer les notions exposées Les condenseurs et les rebouilleurs seront abordés respectivement dans les cinquièmes et sixièmes parties En ?n le cas du transfert thermique dans les réacteurs agités fera l ? objet de la septième partie et les règles générales de dimensionnement des autres types d ? échangeurs seront abordées dans la huitième et provisoirement