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NOTE DE L'ÉDITEUR
Les normes NF EN 60519-1 de septembre 2015 et NF EN 60519-8 de janvier 2006 citées dans cet article seront remplacées par les normes NF EN IEC 60519-1 et -8 (C79-631 et -638) : Sécurité dans les installations destinées au traitement
électrothermique et électromagnétique
- Partie 1: Exigences générales
- Partie 8 : Exigences particulières pour fours de refusion sous laitier électroconducteur (Révision 2020)
Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN2006 (Juillet 2020).
Auteur(s)
-
Pascal TERRIEN : Ingénieurs Chercheurs à la Division Recherche et Développement du pôle Industrie d’Électricité de France (EDF)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Lélectrothermie représente, en terme de consommation, la deuxième application de l’électricité dans l’industrie après les machines tournantes. Depuis 1987, un nouveau concept de résistance s’est forgé de solides références : le tube à passage de courant ou TPC. Plus qu’une résistance, le TPC est un échangeur électrique.
Cette technique conjugue les avantages de l’électricité (simplicité, souplesse, précision), avec les performances de l’échangeur (grande surface d’échange, bon coefficient de transfert).
Dépassant largement son application de simple réchauffeur, le TPC s’adapte aussi bien au traitement des produits chimiques, des gaz, des fluides alimentaires sensibles, des poudres, qu’à l’évaporation ou à la réaction chimique..
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1. Définitions
1.1 Principe du tube à passage de courant
Le tube à passage de courant est une technique d’électrothermie nouvelle pour ses applications, mais ancienne et très simple pour son principe. Elle consiste à mettre sous tension la tuyauterie contenant le fluide à chauffer. Le passage d’un courant dans le tube génère de la chaleur par effet Joule. La transmission de la chaleur du tube vers le fluide s’effectue essentiellement en convection forcée, par l’intermédiaire d’une surface d’échange : la paroi interne du tube.
Le tube remplit alors simultanément trois fonctions :
-
guide hydraulique pour le fluide, ce qui est sa fonction première ;
-
résistance électrique ;
-
surface d’échange de chaleur.
Le TPC est en fait un véritable échangeur électrique. Le courant électrique i circule dans l’épaisseur du tube alimenté sous une tension u et sert à chauffer le fluide circulant à l’intérieur de ce tube (figure 1). Cependant, tant du point de vue du dimensionnement 2.2, que du point de vue de ses performances 3.1, le TPC est une technologie très spécifique.
HAUT DE PAGE1.2 Transfert thermique dans un échangeur électrique
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BIRD (R.B.) - The Graetz-Nusselt problem for a power law non newtonian fluid - (la problématique Graetz-Nusselt pour un fluide non newtonien de loi puissance). Chem. Ing. Sci., Vol. 6, pp. 35-41 (1956).
-
(2) - MIDOUX (N.) - Mécanique rhéologique des fluides en génie chimique - . Ouvrage Technique et Documentation, 1988. Éditions Lavoisier.
-
(3) - IDEL, CIK (I.E.) - Memento des pertes de charge - , 494 p. 1986 Éditions Eyrolles - Collection de la Direction des Études et Recherches d’Électricité de France.
-
(4) - GULYANI (B.B.), coll - Simple method determines flow regime for friction factor - (une méthode simple de détermination du régime d’écoulement pour le calcul du facteur de friction). Hydrocarbon Processing pp. 71-73, 1997.
-
(5) - CHANG (S.H.) - A modified CHF correlation for law flow of water at low pressures - (une corrélation de flux critique modifiée pour de faibles débits d’eau à faibles pressions), Two-Phase Flow Modelling and Experimentation 1995, G.P. Celata...
ANNEXES
1 Dans les Techniques de l’Ingénieur
HUETZ (J.) - Notions de transfert thermique par convection - . Traité Génie énergétique A 1540. 1990.
BONTEMPS (A.), GOUBIER (C.), coll - Échangeurs de chaleur. Problème de fonctionnement - . Traité Génie énergétique. B 2 344. 1995.
AUBER (R.), RÉMOND (Cl.) - Installations électriques. Caractéristiques générales - . Traité Génie électrique. D 5 030. 1993.
DELHAYE (J.-M.) - Transferts de chaleur associés à l’ébullition ou à la condensation des corps purs sur des parois - . Traité Génie énergétique. A 1 560. 1990.
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Le Tube à Passage de Courant, le chauffage électrique des liquides et des gaz dans l’industrie...
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