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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Sup

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE KASDI MERBAH OUARGLA Faculté Des Sciences Appliquées Département De Génie Mécanique Mémoire Pour obtenir le Diplôme de MASTER ACADEMIQUE Domaine : Sciences et techniques Option : Génie Mécanique Spécialité : Génie Energétique Présenté Par : Kaoudja khaled Zergoune abd elhakim -Thème- Soutenu Publiquement Le : 30 / 05 / 2016 Devant le jury : Mr. KHAMA. R Mr. BOUNOUIA .A. S. Mr. DERGHOUT. Z Président UKM Ouargla Examinateur UKM Ouargla Encadreur UKM Ouargla Promotion : 2016 : . . . . . .. N° ordre Amélioration d’un cycle de réfrigération tritherme (cycle à éjecteur) Remerciement Louange à DIEU le tout puissant, de nous avoir aidé à réaliser ce modeste projet. Nous tenons à témoigner de nous gratitude à nos chers parents pour leurs aides financières et morale durant nos études. Nous remerciements vont tout particulièrement à notre encadreur Monsieur Derghout zoheir pour son suivi durant la période de préparation de notre mémoire, son aide et ses conseils qui nos ont été très précieux. Nous tenons à remercier profondément tous les enseignants du département de génie mécanique de l’UKMO. Dédicace Je dédie ce travail à : Ma très chère mère, Mon cher père, Mes très chers frères et sœurs, Toute ma famille KAOUDJA, Et tous mes amis, Et toute la promotion de mécanique énergétique (2016). KAOUDJA KHALED. Dédicace Je dédie ce travail à : Ma très chère mère, Mon cher père, Mes très chers frères et sœurs, Toute ma famille ZERGOUNE, Et tous mes amis, Et toute la promotion de mécanique énergétique (2016). ZERGOUNE ABDELHAKIM. Résume Le besoin croissant de confort thermique provoque une augmentation remarquable de l'utilisation des systèmes de refroidissement et climatisation, par conséquent, la demande d'électricité pour les systèmes de climatisation dans les bâtiments. Le système de réfrigération à éjecteur semble être une alternative prometteuse aux technologies de réfrigérations traditionnelles afin de réduire la consommation d'énergie. Ce mémoire présente un analysé de la technologie de l’éjecteur et l’influence des propriétés du fluide frigorigène et de leur influence sur la performance du cycle a l'éjecteur. Un programme informatique et de ses sous-programmes par langue FORTRAN sont compilés, qui l'introduction d'un ensemble des équations de conservation masse, l'énergie et de mouvement pour analyser la caractéristique thermo physique et géométrique des différents points de l'éjecteur Dans cette étude on a également évalué les effets du rapport d’entraînement optimal et l’influence de trois paramètres principaux : générateur, condenseur, évaporateur sur le coefficient de performance. Parle changement des températures des trois fluides étudiés pour l’évaporateur entre 273K et 285K, de condenseur entre 297K et 309K, et de bouilleur entre 335K et 360K. Finalement on a fait une évaluation entre l’évolution du Uopt et de l’efficacité frigorifique des trois fluides étudiés (R11, R134a, R717). Mots clés : éjecteur, cycle frigorifique, tuyère, COP, entrainement, fluide frigorifique. Abstract The growing necessity for thermal comfort has led to a quick enlarge in the use of refrigeration and air conditioning systems, therefore, require for electricity for air conditioning systems in buildings. Ejector refrigeration systems come in sight to be a giving ground of hope alternative to traditional refrigeration technologies for decreasing the power consumption. This work presents the fluid nature influence on the performance of the ejector, also the influence of the sources temperatures. A computer program and its subroutines by FORTRAN language are compiled, which introducing a set of mass, energy and movement conservation equations to analyze the thermo physical and geometric characteristic of different points of the ejector In this study was also evaluated the effects of the optimal entrainment ratio and the influence of the three major parameters: generator, condenser, evaporator on coefficient of performance by changing the temperatures for three fluids studied. The evaporator temperature between 273K and 285K, the condenser between 297K and 309K and the boiler between 335K and 360K, we finally made an assessment between the evolution of Uopt and refrigeration efficiencies of the three studied fluids (R11, R134a, R717). Key Words: ejector, refrigeration cycle, nozzle, COP, entrainment, refrigerant. ﻣﻠﺨﺺ أدى ﺗﺰاﯾﺪ اﻟﺤﺎﺟﺔ إﻟﻰ اﻟﺮ اﺣ ﺔ اﻟﺤﺮارﯾﺔ إﻟﻰ زﯾﺎدة ﺳﺮﯾﻌﺔ ﻓﻲ اﺳﺘﺨﺪام أ ﻧﻈﻤ ﺔ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ وﺗﻜﯿﯿﻒ اﻟﮭﻮاء، وﺑﺎﻟﺘﺎﻟﻲ زﯾﺎدة اﻟﻄﻠﺐ ﻋﻠﻰ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﮭﺮﺑﺎﺋﯿﺔ ﻷﻧﻈﻤﺔ ﺗﻜﯿﯿﻒ اﻟﮭﻮاء ﻓﻲ اﻟﻤﺒﺎﻧﻲ. وﺗﻌﺘﺒﺮ أﻧﻈﻤﺔ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﺑ ﺎﻟﻘﺎذف ﺑﺪﯾﻼ واﻋﺪا ﻟﺘﻜﻨﻮﻟﻮﺟﯿﺎت اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ اﻟﺘﻘﻠﯿﺪﯾﺔ ﻟﻠﺤﺪ ﻣﻦ اﺳﺘﮭﻼك اﻟﻄﺎﻗﺔ. وﻗﺪ ﻋﺎﻟﺠﺖ ھﺬه اﻟﻤﺬﻛﺮة ﺗﻜﻨﻮﻟﻮﺟﯿﺎ اﻟﻘﺎذف وأداءه، وﺧﺼﺎﺋﺺ ﺳﻮاﺋﻞ اﻟ ﺘﺒﺮﯾﺪ وﺗﺄﺛﯿﺮھﺎ ﻋﻠﻰ أداء اﻟﻘﺎذف و أداء ﺟﮭﺎز اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﺑﺎﺳﺘﺨﺪام اﻟﻘﺎذف. وذﻟﻚ ﺑﺘﺠﻤﯿﻊ ﺑﺮﻧﺎﻣﺞ ﻛﻤﺒﯿﻮﺗﺮ ووظﺎﺋﻔﮫ اﻟﻔﺮﻋﯿﺔ ﻣﻦ ﺧﻼل ﻟﻐﺔFORTRAN ،ﺑﺈدﺧﺎل ﻣﺠﻤﻮﻋﺔ ﻣﻦ ﻣﻌﺎدﻻت اﻟﺤﻔﺎظ ﻋﻠﻰ اﻟﻜﺘﻠﺔ واﻟﻄﺎﻗﺔ واﻟﺤﺮﻛﺔ ﻟﺘﺤﻠﯿﻞ اﻟﺨﺼﺎﺋﺺ اﻟﺤﺮارﯾﺔ اﻟﻔﯿﺰﯾﺎﺋﯿﺔ واﻟﮭﻨﺪﺳﯿﺔ ﻓﻲ ﻧﻘﺎط ﻣﺨﺘﻠﻔﺔ ﻣﻦ اﻟﻘ ﺎذف ﻓﻲ ھﺬه اﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻨﻈﺮﯾﺔ ﻗﻤﻨﺎ ﺑﺘﻘﯿﯿﻢ اﻵﺛﺎر اﻟﻤﺘﺮﺗﺒﺔ ﻋﻠﻰ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﻧﺴﺒﺔ ﺗﺪﻓﻖ ﺳﺎﺋﻞ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ﺑﺪﻻﻟﺔ ﺗﻐﯿﺮ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﺼﺎدر اﻟﺮﺋﯿﺴﯿ ﺔ اﻟﺜﻼث: ﻣﻮﻟﺪ اﻟﺤﺮارة، اﻟﻤﻜﺜﻒ، واﻟﻤﺒﺨﺮ ﻋﻠﻰ ﻣﻌﺎﻣﻞ اﻟﺠﻮدة ﻋﻦ طﺮﯾﻖ ﺗﻐﯿﯿﺮ درﺟﺔ ﺣﺮارة اﻟﻤﻨﺎﺑﻊ اﻟﺤﺮارﯾﺔ:اﻟﺜﻼﺛﺔ اﻟﻤﺒﺨﺮ ﺑﯿﻦK 273 وK 285 ، اﻟﻤﻜﺜﻒ ﺑﯿﻦK 297 وK 309 ، وﻣﻮﻟﺪ اﻟﺤﺮارة ﺑﯿﻦK 335 وK 360 ، و أﺧﯿﺮا ﻗﺪﻣﻨﺎ ﺗﻘﯿﯿﻢ ﻟﺘﻄﻮر ﻧﺴﺒﺔ اﻟﺘﺪﻓﻖ اﻟﻤﺜﺎﻟﯿﺔ وﻣﻌﺎﻣﻞ اﻟﺠﻮدة ﻟﻠﺴﻮاﺋﻞ اﻟﺜﻼث(R717, R11, R134a) :اﻟﻜﻠﻤﺎت اﻟﻤﻔﺘﺎﺣﯿﺔ،اﻟﻘﺎذف دورة،اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ ،ﻓﻮھﺔ ﻣﻌﺎﻣﻞ،اﻟﺠﻮدة ،اﻟﺘﺪﻓﻖ .ﺳﺎﺋﻞ اﻟﺘﺒﺮﯾﺪ Sommaire Remerciement Dédicace Résumé Liste des figures Liste Des Tableaux Nomenclature Introduction Générale 1 Chapitre I : Recherche bibliographique I.1. Introduction 3 compresseur - I.2. Cycle frigorifique a ejecto 3 . L’ÉJECTEUR I.3 4 de fonctionnement . Le principe I.4 5 . L’application de l'éjecteur 5 I. 6 .1. Mise sous vide I.5 6 .2. Transport de diverses matières solides I.5 7 .3. Séparation de matières I.5 7 .4. Mélange des fluides I.5 7 .5. Production de froid I.5 8 aéronautique en .6. Applications I.5 8 .7. Les piles à combustibles I.5 9 .8. Le boosting I.5 9 .9. Le dessalement de l’eau I.5 9 Le chauffage .10. I.5 9 . Fluides de travail dans le système de réfrigération d'éjecteur I.6 9 le système de réfrigération à . Critères de sélection fluide de frigorigène pour I.7 éjecteur 10 Effet environnemental .1. I.7 10 Les problèmes de sécurité .2. I.7 10 Economie et disponibilité .3. I.7 11 rigorifique avec éjecteur Coefficient de Performance d'une machine f . I.8 12 Critères de performance des éjecteurs 1. . I.8 12 Capacité d'aspiration 1. .1. I.8 12 Capacité d'entrainement 2. 1. . I.8 13 Capacité de mélange 3. 1. . I.8 3 1 Chapitre II : Modèle de l’éjecteur II.1. Description de l’éjecteur 14 l’éjecteur II.2. Le fonctionnement de 14 II.3. Description du modèle de l’écoulement dans la tuyère primaire 15 II.4. Les ondes de choc dans la chambre de mélange 18 II.5. Equations fondamentales pour les chocs droits 19 mbre de mélange II.6. Relations du modèle complet tuyère motrice et la cha 22 II.7. Organigramme développé pour le calcul des caractéristiques 24 II.8. Exemple de calcul 25 choisies II.8.1. Les données 25 à partir le programme de l’éjecteur Les résultats obtenus II.8.2. 27 de tableau résultats les sur II.8.3. Discutions 27 Chapitre III : Analyse Du Cycle III.1. Description du cycle a éjection 28 La boucle frigorifique BF parcourue par le fluide frigorigène et III.1.a. comportant 28 actif et La « boucle motrice » BM parcourue par le fluide moteur III.1.b. comportant 28 III.2. Coefficient de performance 31 et discussion III.3. Résultats 31 III.3.1.1. Variation du taux d’entraînement optimal en fonction de la température du bouilleur 32 tion de la III.3.1.2. Variation du taux d’entraînement optimal en fonc température de l’évaporateur 32 III.3.1.3. Variation du taux d’entraînement optimal en fonction de la température du Condenseur 33 Variation du COP en fonction de la température de l’évaporateur III.3.2.1. 35 fonction de la température du bouilleur III.3.2.2. Variation du COP en 36 III.3.2.3. Variation du COP en fonction de la température du condenseur 37 Conclusion 39 Recommandation 41 Bibliographie Liste Des Tableaux Tableaux Titre Pages : 1.1 Tableaux fluides frigorigènes utilisent dans le system réfrigération Les à éjecteur 10 : 1.2 Tableaux Caractéristiques des fluides étudiés 12 : 2.1 Tableaux physique et géométrique de - Les caractéristique thermo différents points de l’éjecteur 27 Liste des figures Figures Titre Pages Figure :1.1 Représentation d’un cycle tritherme à éjection 4 Figure :1.2 Représentation d’éjecteur 4 :2.1 Figure Schéma de différentes parties de l’éjecteur 14 :2.2 Figure Variation de la pression et de la vitesse à l’intérieur de l’éjecteur 15 :2.3 Figure Choc droit dans une tuyère 18 :2.4 Figure Les différents points de l’éjecteur 22 :2.5 Figure Organigramme développé pour le calcul des caractéristiques 24 :3.1 Figure Schéma de circuit où l’on distingue les boucles motrice BM et boucle frigorifique BF 29 :3.2 Figure Diagramme enthalpique (lg p – h) du cycle 29 :3.3 Figure Variation du taux d’entraînement optimal en fonction de la température du bouilleur 32 :3.4 Figure Variation du taux d’entraînement optimal en fonction de la température du l’évaporateur 33 :3.5 Figure Variation taux d’entraînement optimal en fonction de la température du Condenseur 34 :3.6 Figure Variation du rapport des différences enthalpies ∆hE/∆hB variation en fonction de la température du l’évaporateur 35 :3.7 Figure Variation du COP en fonction de la température du l’évaporateur 35 :3.8 Figure Variation du uploads/Science et Technologie/ kaoudja-zergoune-pdf.pdf