Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La majorité des activités industrielles est à l'origine de production de chaleur, soit par action mécanique, soit par réaction chimique. Le refroidissement des produits, des matériels et des installations industrielles est donc en permanence nécessaire, dans le but de conserver leur qualité, leur rendement ou même leur intégrité. Dans un grand nombre de cas, le refroidissement sera assuré par un échange avec le milieu environnant en utilisant de l'eau ou de l'air. Cet article s'intéresse particulièrement au cas du refroidissement par air atmosphérique, effectué grâce à un échangeur en circuit direct intitulé « aéroréfrigérant ». Le principe de fonctionnement, l'état actuel des techniques, les méthodes de dimensionnement et la mise en œuvre des dispositifs sont ainsi largement détaillés.
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Most industrial activities generate heat, either through mechanical action or through chemical reaction. The permanent cooling of products, materials and industrial installations is therefore necessary in order to preserve their quality, yield and even their integrity. In most cases, the cooling process is achieved via an exchange with the environment by means of water or air. This article mainly focuses on the case of atmospheric air cooling carried out via an exchanger in direct circuit called "aerorefrigerant". The functioning principle, current techniques, dimensioning methods and implementation of the devises are thus extensively detailed.
Auteur(s)
-
Renaud FEIDT : Ingénieur thermique énergétique polytech Nantes - Responsable technique adjoint, Département Produit Société GEA Batignolles Technologies thermiques
INTRODUCTION
Des sociétés primitives à nos jours, les activités humaines ont toujours été à l'origine d'émission de chaleur qu'il a fallu évacuer vers des milieux plus froids.
L'avènement des transports et les développements industriels des derniers siècles ont encore accéléré la nécessité d'échanger de la chaleur avec l'environnement pour assurer la pérennité et l'efficacité de fonctionnement d"installations de plus en plus complexes.
Les deux principaux milieux ambiants ainsi exploités pour du refroidissement sont :
-
l'eau des rivières, lacs et mers ;
-
l'air atmosphérique.
Dans ce dossier, nous ne nous intéressons qu'aux dispositifs d'échange avec l'air atmosphérique aussi appelés aéroréfrigérants.
Les aéroréfrigérants sont utilisés aussi bien dans les raffineries de pétrole que dans l'automobile pour le refroidissement du moteur par exemple. Ne sont concernés ici que les applications industrielles nécessitant des aéroréfrigérants de moyenne puissance (de 1 à plusieurs centaines de mégawatts).
L'aéroréfrigérant, faisant partie d'un ensemble industriel, ses caractéristiques doivent, évidemment, être déterminées de manière à satisfaire les contraintes techniques liées à l'installation à laquelle il appartient, en particulier :
-
la nature et le débit de fluide à refroidir ;
-
la puissance thermique à évacuer ;
-
les températures d'entrée et de sortie du fluide à refroidir ;
-
l'espace disponible et le voisinage (niveau de bruit...).
Afin de guider le choix de l'ingénieur parmi les systèmes de refroidissement atmosphérique, ce dossier présente pour l'aéroréfrigérant direct sec :
-
le principe de fonctionnement ;
-
l'état de la technique ;
-
les principes de dimensionnement ;
-
des conseils d'installation, de mise en service et d"exploitation.
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Mise en service et exploitation3. Dimensionnement
3.1 Données d'entrées nécessaires au dimensionnement
Comme évoqué précédemment, chaque aéroréfrigérant est dimensionné spécifiquement en fonction des besoins du client qui sont définis par plusieurs données :
-
thermo-physiques (températures d'entrée et de sortie du fluide, débit, état liquide ou gazeux, température d'air, etc.) ;
-
mécaniques (pression de fonctionnement, matériaux imposés, nombre de rangs et de passes, taille des tubulures, montage sur rack ou au sol, etc.) ;
-
électriques (tension, fréquence du réseau électrique, etc.) ;
-
chimiques (composition du fluide, toxicité, etc.).
Tous ces paramètres sont habituellement regroupés au sein d'une fiche technique des données d'entrées nécessaire au fournisseur pour le dimensionnement des équipements (tableaux de la figure 16 et 17).
HAUT DE PAGE3.2 Expression du besoin
Au-delà des données d'entrées techniques, le dimensionnement est aussi conditionné par l'environnement dans lequel va être installé l'appareil ainsi que par les exigences particulières du client.
L'ensemble de ces informations complémentaires est transmis au constructeur par des spécifications techniques particulières appliquées à chaque domaine et qui complètent la fiche technique, par exemple :
-
les données environnementales regroupant la méthode de calcul des efforts dû aux conditions extrêmes de vent, de séismes ou de neige du site ;
-
les conditions de bruit du site et le niveau de bruit à garantir ;
-
la conception de la charpente et la description des supports sur lesquels vont être installés les appareils (rack métallique, dalle béton, structure offshore, etc.) ;
-
les codes et normes applicables.
L'expression du besoin est aussi systématiquement complétée d'une liste récapitulant la limite des fournitures à la charge du constructeur d'aéroréfrigérants (en particulier, les équipements de régulation choisis et les accessoires retenus en option par le client).
Le client...
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Dimensionnement
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Soudage à l'arc – Soudages semi-automatique et automatique (MIG et MAG).
-
Soudage par faisceaux à haute énergie : faisceau d'électrons et laser.
-
Notions de transfert thermique par convection.
-
Convection thermique et massique....
Xace module aéroréfrigérant du Xchanger http://www.htri.net
Suite produit par le Heat Transfer Research Institute
ACOL produit par le HTFS d'AspenTech https://www.aspentech.com/en/products/pages/aspen-htfs-research-network
HAUT DE PAGE2.1 Principaux codes nationaux et internationaux
ASME (American Society of Mechanical Engineer) Section VII – Division 1 – Appendix 13.
CODAP Code français de construction des appareils à pression.
BS (British Standard) Code...
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