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1 - RAPPELS TECHNOLOGIQUES

2 - RÉALISATIONS INDUSTRIELLES

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : D5960 v1

Maintien en température de tuyauteries par effet Joule

Auteur(s) : Claude OBERLIN

Date de publication : 10 mai 2002

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Auteur(s)

  • Claude OBERLIN : Association pour le développement économique local, chargée de la promotion - des applications de l’électricité dans l’industrie - avec la collaboration de Christian AUSSUDRE (EDF, division recherche et développement)

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INTRODUCTION

Une tuyauterie, dans laquelle circule un fluide chaud, échange avec l'extérieur une quantité de chaleur qui dépend de l'écart de température entre le fluide chaud et le milieu ambiant, de la géométrie de la tuyauterie et de la nature de l'isolant thermique qui protège cette tuyauterie. Autrement dit, la température du fluide à l'intérieur du tube ne cesse de décroître au cours de son transport.

Cette chute de température n'est pas admissible, notamment dans les deux principaux cas suivants :

  • le fluide change d'état à un certain seuil (risque de figeage) ;

  • le procédé industriel impose une température minimale de fluide.

Pour pallier ce phénomène, différents dispositifs appelés systèmes de traçage ont été développés. Ces systèmes apportent une quantité de chaleur équivalente aux pertes thermiques dans le milieu ambiant. La température du fluide reste donc identique entre l'entrée et la sortie de la tuyauterie.

Bien entendu, des solutions traditionnelles à la vapeur ou à fluide caloporteur existent pour réaliser le maintien en température :

  • le tube traceur : il s'agit de disposer, le long de la tuyauterie à maintenir en température, un tube dans lequel circule de la vapeur sous pression ou un fluide caloporteur. Par conduction, il transmet de la chaleur à la tuyauterie ;

  • la double enveloppe : on place, autour de la tuyauterie à maintenir en température, un deuxième tube, concentrique au premier. La vapeur ou le fluide caloporteur circule dans l'espace annulaire ainsi créé, transmettant directement la chaleur à la tuyauterie interne.

Ces deux solutions présentent l'avantage d'utiliser une énergie peu chère. Par contre, elles engendrent, d'une façon générale, une maintenance élevée.

Les solutions électriques sont donc une alternative intéressante. En effet, si les coûts d'investissement sont comparables (pour des technologies offrant la même homogénéité de température), les coûts de maintenance sont, eux, très réduits. Comme les puissances installées sont faibles (quelques dizaines de kilowatts en général), les coûts énergétiques se trouvent largement compensés par les gains en maintenance.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-d5960


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1 Bibliographie

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2 Annexe

Dans les Techniques de l’Ingénieur

DESCHAMPS (G.) - OBERLIN (C.) - Tube à passage de courant. - . [D 5 950], traité Génie électrique, 2002.

* - Sous-rubrique Tuyauterie, traité Génie mécanique.

HAUT DE PAGE

3 Logiciel

Le logiciel TRACE, développé par EDF R&D, permet le dimensionnement des installations de maintien en température de tuyauteries pour les rubans chauffants, les câbles à isolant minéral, les résistances blindées, le tube à passage de courant et le tube traceur à effet chauffant. Il s’agit d’un outil de calculs thermiques et électriques.

En thermique, il est possible d’effectuer les calculs suivants :

  • pertes thermiques d’une tuyauterie nue ou calorifugée en convection naturelle ou forcée ;

  • durée de défigeage pour une puissance donnée ;

  • puissance nécessaire pour une durée de défigeage donnée.

En électrique, il permet de dimensionner l’alimentation électrique...

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