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Travail Personnel Encadré Echangeurs Thermiques Encadrée par : Mme Jalila Sghai

Travail Personnel Encadré Echangeurs Thermiques Encadrée par : Mme Jalila Sghaier Elaborer par : Emna Trabelsi bt Lotfi Mayssem Souid Hanen Sassi Ameni Zribi Ahmed Moussa 2020/2021 1 définition définition les types des échangeurs les types des échangeurs Les performances thermique d’un échangeur Les performances thermique d’un échangeur Conclusion Conclusion Dimensionnement d’un échangeur sur ASPEN Dimensionnement d’un échangeur sur ASPEN Introduction Introduction 2 Introduction Dans les sociétés industrielles, l’échangeur de chaleur est un élément essentiel de toute politique de maîtrise de l’énergie. Les échangeurs de chaleurs ont utilisés principalement dans les secteurs de l’industrie (chimie, pétrochimie, sidérurgie, agroalimentaire, production d’énergie, etc.), du transport (automobile, aéronautique), mais aussi dans le secteur résidentiel et tertiaire (chauffage, climatisation, la réfrigération, cryogénique, récupération de chaleur, etc.) 4 définition Un échangeur de chaleur est un système qui permet de transférer un flux de chaleur d’un fluide chaud à un fluide froid. 6 Les types des échangeurs 8 Les échangeur tubulaires Échangeur monotube Échangeur coaxial 9 Les échangeur multitubulaire Échangeur à tubes séparés Échangeur à tubes rapprochés Échangeur à tubes ailettes 10 Les échangeur à tube et calandre Echangeur de chaleur à tête flottante Echangeur à plaque tubulaires fixes Echangeur à tubes en U 11 Les échangeur à tube et calandre Échangeur s à surface primaire Échangeurs à plaques et joints Échangeurs à plaques soudées les Echangeurs à tubes et à calandre Dans les échangeurs à tubes et calandre, l'un des fluides appelé fluide côté tubes circule à l'intérieur d'un ensemble de tubes parallèles appelé faisceau tubulaire. Ces tubes sont enfermés dans une enveloppe appelée calandre. L'autre fluide appelé fluide côté calandre circule à l'intérieur de la calandre mais à l'extérieur des tubes. Les tubes et la calandre sont donc soumis à la pression des fluides et doivent donc être construit pour y résister. 12 Les chicanes : sont installées coté calandre pour: Orienter le cheminement des fluides Forcer son contact avec la totalité de la surface des tubes Augmenter l’efficacité de l’échangeur Augmenter la turbulence 13 Les passes : Les fluides coté tubes et côté calandre entrent à une extrémité et sort de l’autre On dit qu’il y a un seul passage des deux cotés • Echangeurs 2 passes coté tubes • Echangeurs 4 passes coté tubes • Echangeurs 2 passes coté calandre , 4 passes cotés tubes • Echangeur 1 passe coté calandre 2 passes coté tubes 14 Les performances thermiques d’un échangeur - Méthode de l’efficacité NUT ( nombre d’unité de transfert) • Méthodes numériques De nombreux méthodes peuvent être utilisés pour dimensionner un échangeur: - Méthode de DTML ( différence de température moyenne logarithmiques ) Dimensionnement d’un échangeur à tubes et calandre • Méthodes analytiques - Méthodes de Volumes finis - Méthode de Kern - Méthode de KERN 16 17 Le principe de la Méthode de DTLM Bilan thermique Détermination de l’efficacité E Calcul du flux thermique échangée Calcul des températures de sortie Ts1 et Ts2 Itération 18 Le principe de la Méthode de NUT Calcul du coefficient global d’échange U Détermination du NUT et de l’efficacité E Calcul du flux thermique échangée Calcul des températures de sortie Ts1 et Ts2 Itération On s’intéresse dans le dimensionnement à la méthode de Kern : Dans cette théorie, la conception commence par une estimation primaire spécifiée pour le coefficient de transfert thermique global et de la géométrie de l’échangeur de sortie qu’à la fin d’une série de calculs des pertes de charge sont recalculées et compares avec les chutes de pression disponible maximales indiquées dans le processus. 19 Le principe de la Méthode de Kern 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Après la simulation les pertes charges obtenus sont 0.04152 bar coté tube et 0.03779 bar coté calendre qui sont inférieures à la perte charge permise de 0.5 bar . On peut conclure que cet échangeur est adéquat avec les données du problème. Merci de votre attention 42 uploads/Finance/ tpe-echangeur-de-chaleur.pdf