Méthodes thermohydrauliques multidimensionnelles

1.1 - Problème thermohydraulique
1.2 - Logique de la phase de dimensionnement
1.3 - Principe de calcul thermique d’un échangeur
1.4 - Méthodes de calcul analytique ou numérique

2 - Méthodes de calcul analytique

2.1 - Principes de calcul
2.2 - Méthode du DTML
2.3 - Méthode du NUT

3 - Méthodes de calcul numérique

3.1 - Méthode des volumes finis
3.2 - Méthode du diagramme température‐enthalpie

4 - Méthodes de réseaux : étude de la distribution

4.1 - Méthode de réseaux pour les échangeurs à plaques et joints
4.2 - Autre exemple

5 - Méthodes thermohydrauliques multidimensionnelles

5.1 - Quelques particularités des problèmes liés aux échangeurs
5.2 - Logiciel TRIO
5.3 - Conclusion

Présentation

Auteur(s)

André BONTEMPS : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
Alain GARRIGUE : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
Charles GOUBIER : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
Jacques HUETZ : Directeur de Recherche émérite au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), - Professeur à l’École Centrale de Paris
Christophe MARVILLET : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
Pierre MERCIER : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
Roland VIDIL : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

Tous ces auteurs font partie du Groupement pour la Recherche sur les Échangeurs Thermiques (GRETh)

Cet article présente les principes utilisés pour effectuer un dimensionnement thermique d’échangeurs de chaleur. Les principales méthodes, qu’elles soient manuelles ou informatisées, sont exposées et illustrées d’exemples.

L’ensemble Échangeurs de chaleur fait l’objet de plusieurs articles :

Échangeurs de chaleur- Définitions et architecture générale Généralités ;
Échangeurs de chaleur- Description des échangeurs Description des échangeurs ;
[B 2 342] Dimensionnement thermique ;
Échangeurs de chaleur- Intensification des échanges thermiques Intensification des échanges thermiques ;
Échangeurs de chaleur- Problèmes de fonctionnement Problèmes de fonctionnement ;

ainsi que d’un tableau de notations et symboles en tête et d’une documentation en fin, communs à cet ensemble.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ? Se connecter

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b2342

Lecture en cours
Présentation

Page
suivante

Phase de dimensionnement thermique

Article inclus dans l'offre

"Thermique pour l’industrie"

(38 articles)

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques.

Des contenus enrichis

Quiz, médias, tableaux, formules, vidéos, etc.

Des modules pratiques

Opérationnels et didactiques, pour garantir l'acquisition des compétences transverses.

Des avantages inclus

Un ensemble de services exclusifs en complément des ressources.

Voir l'offre

5. Méthodes thermohydrauliques multidimensionnelles

Les méthodes de dimensionnement thermique exposées ci‐avant sont toujours très employées dans l’industrie des échangeurs de chaleur, car elles fournissent la base d’outils de calculs simples et rapides d’exécution, qui approchent le résultat avec une bonne précision.

Afin d’améliorer la qualité des appareils et de prolonger leur durée de fonctionnement, il apparaît nécessaire d’accéder à des informations détaillées et crédibles concernant :

l’efficacité de l’échangeur ;
les chargements thermiques des structures de l’échangeur : faisceau de tubes, plaques tubulaires, viroles, etc.

Avec le développement de modèles thermohydrauliques, il devient désormais possible de prédire les détails de l’écoulement et du transfert de chaleur ; cette représentation est très réaliste, car elle tient compte de la géométrie réelle à caractère multidimensionnel. Notons que ces méthodes ont été initialement développées pour l’industrie nucléaire et sont en passe actuellement d’être plus largement utilisées dans toute l’industrie.

5.1 Quelques particularités des problèmes liés aux échangeurs

L’étude de problèmes industriels dans le domaine des échangeurs thermiques présente quelques particularités : il convient de tenir compte, afin de rendre les modèles thermohydrauliques applicables et performants :

d’une représentation tridimensionnelle réelle ;
d’une grande complexité géométrique liée à deux aspects des échangeurs industriels : d’une part, la présence de zones dites chargées, comme les faisceaux de tubes et, d’autre part, l’existence de parois perturbant l’écoulement, telles que chicanes ou déflecteurs ;
d’un grand nombre de Reynolds lié à la recherche d’une meilleure efficacité ;
de la nécessité d’avoir recours à des lois de frottement et d’échange thermique avec les tubes, en raison de la taille impotante des volumes d’intégration par rapport à l’échelle physique des phénomènes locaux.

...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94 % à découvrir.

Pour explorer cet article Consulter l'extrait gratuit

Déjà abonné ? Se connecter

Lecture en cours
Méthodes thermohydrauliques multidimensionnelles