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Echangeur thermique 2 en Les échangeurs thermiques Support de cours Copie provisoire eme année Génie Energétique Sommaire Introduction Critères de classement des échangeurs de chaleur Technologie générale Méthode d ? évaluation des performances Méthode de

Les échangeurs thermiques Support de cours Copie provisoire eme année Génie Energétique Sommaire Introduction Critères de classement des échangeurs de chaleur Technologie générale Méthode d ? évaluation des performances Méthode de DLMT Méthode NUT Coe ?cient D ? échange Optimisation d ? un échangeur C ETUDE DES ECHANGEURS DE CHALEUR Introduction Description Un échangeur de chaleur est un système qui permet de transférer un ux de chaleur d ? un uide chaud à un uide froid à travers une paroi sans contact direct entre les deux uides Ils permettent le transfert de chaleur d'un uide à un autre sans mélange Les mécanismes de transfert thermique utilisés sont la convection entre uides et parois - la conduction à travers la paroi Les échangeurs thermiques sont nécessaires dans plusieurs types d'industrie Chau ?age et Froid Pétrochimie Chimie Distillerie Agroalimentaire Papeterie Environnement Exemples radiateur d ? automobile évaporateur de climatiseur Critères de classement des échangeurs Classement technologique Les principaux types d ? échangeurs rencontrés sont les suivants ? Echangeurs à tubes monotubes coaxiaux ou multitubulaires ? Echangeurs à plaques à surface primaire ou à surface secondaire ? autres types d ? echangeurs contact direct à caloducs ou à lit uidisé Classement suivant le mode de transfert de chaleur Les trois modes de transfert de chaleur conduction convection rayonnement sont couplés dans la plupart des applications chambre de combustion récupération sur les fumées etc mais souvent il y a un mode de transfert prédominant Classement suivant le procédé de transfert de chaleur Suivant qu ? il y a ou non stockage de chaleur on dé ?nit un fonctionnement en récupérateur ou en régénérateur de chaleur ? transfert sans stockage donc en récupérateur avec ou n passages et un écoulement en général continu ? transfert avec stockage donc en régénérateur avec un seul passage et un écoulement intermittent C Classement fonctionnel Le passage des uides dans l ? échangeur peut s ? e ?ectuer avec ou sans changement de phase Suivant le cas on dit qu ? on a un écoulement monophasique ou diphasique Donc on a les cas suivants ? les deux uides ont un écoulement monophasique ? un seul uide a un écoulement avec changement de phase cas des évaporateurs ou des condenseurs ? les deux uides ont un écoulement avec changement de phase cas des évapo-condenseurs Classement suivant la compacité de l ? échangeur La compacité est dé ?nie par le rapport de l ? aire de la surface d ? échange au volume de l ? échangeur Classement suivant la nature du matériau de la paroi d ? échange On retient deux types de paroi ? les échangeurs métalliques en acier cuivre aluminium ou matériaux spéciaux superalliages métaux ou alliages réfractaires ? les échangeurs non métalliques en plastique céramique graphite verre etc Le choix d ? un échangeur de chaleur pour une application donnée dépend de nombreux paramètres les propriétés physiques des uides leur agressivité les températures ainsi que les pressions de service Les contraintes d ? encombrement et de maintenance