Cet article explore le rôle clé des échangeurs de chaleur dans les processus industriels, analysant leur position en tant que composants essentiels et leur impact sur le principe de performance énergétique. Afin de bien comprendre l’influence du composant « échangeur », du fait de son importance au sein de nombreux procédés industriels, une revue synthétique des domaines d’application et de la finalité de cet organe est présentée. Cette dernière met l'accent sur le choix technologique et la bonne mise en œuvre du phasage d’un projet de conception d’un échangeur pour optimiser l'efficacité énergétique des procédés. Les bonnes pratiques de dimensionnement sont ensuite détaillées, tout comme les conséquences de dimensionnement inadaptés, et l'évaluation réelle des performances, le tout illustré par des exemples concrets. Enfin, l'article explore les tendances innovantes dans le cadre de l’optimisation et l’amélioration des performances des échangeurs de chaleur.
L'ébullition libre désigne l'ébullition qui se produit sur une paroi chauffée, au sein d’un fluide par ailleurs immobile en l'absence de sollicitation thermique imposée. Après une introduction sur les principes fondamentaux de la thermodynamique des systèmes diphasiques liquide-vapeur, l’article détaille les mécanismes de transfert de chaleur régissant l’ébullition et les lois de transferts thermiques associées. Il aborde ensuite l’ébullition des mélanges, souvent utilisée industriellement à des fins de séparation des corps. Pour terminer, il évoque les spécificités de l’ébullition en milieu confiné au voisinage de la paroi chauffée et de l'ébullition libre sous faible pression.
La conception et l’optimisation d’échangeurs de chaleur, pièces d’importance des systèmes de propulsion de certains navires, demandent de développer des méthodes de simulation nouvelles, offrant aux ingénieurs la possibilité de connaître de manière plus précise la performance et de pouvoir aussi optimiser le faisceau de tubes. Ce retour d’expérience est consacré à un projet de recherche de long terme engagé par un grand groupe industriel en collaboration avec deux partenaires académiques, pour développer une méthodologie globale de simulation des caractéristiques thermiques et hydrauliques d’échangeurs.
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