Analyse expérimentale, modélisation et simulation des échangeurs de chaleur à plaques brasées utilisés comme condenseurs à reflux PDF Download
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Author: Khaled Hammadi
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 219
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Book Description
Ces travaux de recherche concernent l'analyse expérimentale, la modélisation et la simulation, en régime permanent, de condenseurs à reflux, appelés "dephlegmators". Les condenseurs à reflux sont des Echangeurs de chaleur compacts, multifluides, à Plaques et Ailettes Brasées (EPAB) disposés verticalement. Ils constituent une technologie innovante qui peut s'avérer très performante comme complément à une opération de distillation classique. Une conception optimale de ce type d'appareil nécessite une validation expérimentale et le développement d'un modèle. Ainsi, une unité pilote fonctionnant en conditions cryogéniques a été conçue. Les résultats expérimentaux obtenus sur le binaire azote - argon ont permis d'évaluer qualitativement et quantitativement les performances en terme de transferts de matière et d'énergie. Par analogie avec une section de rectification d'une colonne de distillation diabatique, le modèle adopté pour les passages avec reflux (condensât) est basé sur le concept d'étage théorique avec une formulation originale permettant de gérer l'apparition et la disparition de phases. Le couplage entre les courants réfrigérants et le courant à condenser se fait au niveau du transfert thermique à travers les parois et impose un niveau de représentation global de l'échangeur (topologie des fluides, longueur d'échange, nature des ondes...). L'hypothèse de Température de Parois Commune (TPC) est adoptée. Les propriétés thermodynamiques sont calculées par des modèles rigoureux. Une banque d'ondes et des corrélations spécifiques sont utilisées pour estimer les coefficients de transfert de chaleur. Le système d'équations algébriques non-linéaire résultant de la formulation du modéle est résolu globalement par une méthode de type Newton-Raphson couplée à un solveur de systèmes linéaires creux et de grande dimension. Le modèle a été validé par comparaison avec les données expérimentales du pilote et des exemples industriels illustrent ses fonctionnalités.
Author: Khaled Hammadi
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Languages : fr
Pages : 219
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Book Description
Ces travaux de recherche concernent l'analyse expérimentale, la modélisation et la simulation, en régime permanent, de condenseurs à reflux, appelés "dephlegmators". Les condenseurs à reflux sont des Echangeurs de chaleur compacts, multifluides, à Plaques et Ailettes Brasées (EPAB) disposés verticalement. Ils constituent une technologie innovante qui peut s'avérer très performante comme complément à une opération de distillation classique. Une conception optimale de ce type d'appareil nécessite une validation expérimentale et le développement d'un modèle. Ainsi, une unité pilote fonctionnant en conditions cryogéniques a été conçue. Les résultats expérimentaux obtenus sur le binaire azote - argon ont permis d'évaluer qualitativement et quantitativement les performances en terme de transferts de matière et d'énergie. Par analogie avec une section de rectification d'une colonne de distillation diabatique, le modèle adopté pour les passages avec reflux (condensât) est basé sur le concept d'étage théorique avec une formulation originale permettant de gérer l'apparition et la disparition de phases. Le couplage entre les courants réfrigérants et le courant à condenser se fait au niveau du transfert thermique à travers les parois et impose un niveau de représentation global de l'échangeur (topologie des fluides, longueur d'échange, nature des ondes...). L'hypothèse de Température de Parois Commune (TPC) est adoptée. Les propriétés thermodynamiques sont calculées par des modèles rigoureux. Une banque d'ondes et des corrélations spécifiques sont utilisées pour estimer les coefficients de transfert de chaleur. Le système d'équations algébriques non-linéaire résultant de la formulation du modéle est résolu globalement par une méthode de type Newton-Raphson couplée à un solveur de systèmes linéaires creux et de grande dimension. Le modèle a été validé par comparaison avec les données expérimentales du pilote et des exemples industriels illustrent ses fonctionnalités.
Author: David Averous
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Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
Les échangeurs à plaques brasées sont des appareils complexes. Pour mieux les connaître, nous présentons dans la première partie de ce chapitre, une description technique de l'appareil ainsi que de son fonctionnement. Ces aspects sont illustrés sur les exemples qui nous servent de fil rouge, intoduits dans les deux parties suivantes. La dernière partie fait la synthèse des besoins en calcul pour ce type d'échangeur. L'état des lieux des codes de simulation existants met en évidence deux points : la nécessité de développer les modèles en trois dimensions pour pouvoir simuler les configurations complexes faisant intervenir à la fois des courants croisés et des courants parallèles ; c'est l'objet du chapitre II, et la nécessité de nouvelles méthodes numériques, qui sont développées aux chapitres III et IV. Nous illustrons les résultats obtenus sur nos exemples dans le chapitre V.
Author: Alphonse Codjo Quenum
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Languages : fr
Pages : 171
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Book Description
L’objet du présent rapport est l'étude de l'encrassement des échangeurs de chaleur à plaques. On s'intéresse à l'encrassement par changement de phase, et plus particulièrement à la solidification dans une phase liquide. Ce travail comporte deux parties : une première partie, qui est une étude numérique, permet d'explorer l'influence de certains paramètres (débit, température), le type de refroidissement (symétrique ou asymétrique), ainsi que l’aspect stationnaire et instationnaire du refroidissement et de la solidification. La seconde partie, qui est expérimentale, a permis d'analyser l'influence des paramètres tels que (débits et températures des deux fluides) sur l'évolution du dépôt de glace les résultats expérimentaux ont permis en outre de faire une application du critère entropique de l'étude thermodynamique de l'encrassement, développée sur la géométrie plane.
Author: GAETAN.. BIGOIN
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Languages : fr
Pages : 229
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LES ECHANGEURS DE CHALEUR A PLAQUES ONT L'AVANTAGE DE PRESENTER UNE GRANDE COMPACITE ET UN COEFFICIENT DE TRANSFERT ELEVE. MAIS, DU FAIT DE LEUR GRANDE EFFICACITE, IL APPARAIT QU'UN ENCRASSEMENT MEME MINIME PEUT AVOIR DES REPERCUSSIONS IMPORTANTES SUR LEURS PERFORMANCES. LA VITESSE D'ECOULEMENT AYANT UNE INFLUENCE PREPONDERANTE SUR LE DEPOT DE PARTICULES, DES ESSAIS D'ENCRASSEMENT ONT DONC ETE REALISES SUR UN ECHANGEUR COMPORTANT UN GRAND NOMBRE DE CANAUX (120), AFIN DE TENIR COMPTE DE LA DISTRIBUTION DE DEBIT. LES ESSAIS ONT ETE EFFECTUES DANS DIFFERENTES CONFIGURATIONS, AVEC DEUX TYPES DE PLAQUES CORRUGUEES (30\ ET 60\) ET POUR PLUSIEURS DEBITS A L'ENTREE ; L'ANALYSE ETANT BASEE SUR LE SUIVI DE LA RESISTANCE D'ENCRASSEMENT ET SUR L'AUGMENTATION DE PRESSION RELATIVE DANS LES DIFFERENTS CANAUX. L'ANALYSE EXPERIMENTALE A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UNE EVOLUTION POSSIBLE DU MECANISME LIMITANT LE DEPOT AVEC LA VITESSE : CE DERNIER EST D'ABORD CONTROLE PAR LE TRANSPORT PUIS PAR L'ADHESION DES PARTICULES A LA PAROI. LA SIMULATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT MENEE EN PARALLELE A PERMIS QUANT A ELLE, D'ETUDIER FINEMENT L'EVOLUTION DES ZONES DE RECIRCULATION, ZONES PREFERENTIELLES D'ENCRASSEMENT. CE TRAVAIL A AINSI PERMIS DE MIEUX APPREHENDER LES MECANISMES MIS EN JEU ET DE POUVOIR ESTIMER L'IMPORTANCE RELATIVE DE L'ENCRASSEMENT D'UNE CONFIGURATION DONNEE A UNE AUTRE.
Author: GUY.. HOYON
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Languages : fr
Pages : 177
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CE RAPPORT EST UNE ETUDE DE L'ENCRASSEMENT DES ECHANGEURS DE CHALEUR A PLAQUES. LE TRAVAIL EST ABORDE SOUS UN ANGLE NOUVEAU, CELUI DU CRITERE ENTROPIQUE QUI PERMET, A LA FOIS DE RENDRE COMPTE DES DEGRADATIONS D'ENERGIE MECANIQUE ET THERMIQUE. DIFFERENTS MODELES SONT DEVELOPPES : MODELE MONO-DIMENSIONNEL POUR LE DEMI-ECHANGEUR ET L'ECHANGEUR COMPLET AINSI QUE LE MODELE GLOBAL POUR L'ECHANGEUR COMPLET (ECHANGEUR CONSIDERE COMME UNE BOITE NOIRE). CES MODELES SONT UTILISES POUR DIFFERENTS PARAMETRES (TEMPERATURES, REGIMES ET TYPES D'ECOULEMENT) ET ADIMENSIONNEMENTS (PAR RAPPORT A LA PUISSANCE INITIALE OU PAR RAPPORT A L'ETAT INITIAL NON ENCRASSE) POUR LA CONFIGURATION DE BASE D'UN ECHANGEUR A PLAQUES. DE PLUS L'ETUDE DE CAS INDUSTRIELS POUR DES ECHANGEURS A PLAQUES CORRUGUEES A ETE MENEE EN MODELE GLOBAL. L'ASPECT EXPERIMENTAL DU TRAVAIL REPOSE SUR UNE SIMULATION PAR DEPOT DE GLACE. LES DIVERS MONTAGES UTILISES AINSI QUE LA METROLOGIE EMPLOYEE SONT DETAILLES. L'EXPLOITATION D'UNE PREMIERE CAMPAGNE DE MESURES A PERMIS, DE COMPRENDRE L'INFLUENCE DE CERTAINS PARAMETRES (TEMPERATURES, DEBITS) DANS LA FORMATION DU DEPOT DE GLACE ET DE VALIDER EN PARTIE LES MODELES DECRITS PRECEDEMMENT.
Author: Florian Picard
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Languages : fr
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Author: REINA.. BORNER
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Languages : fr
Pages : 198
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Book Description
LA FILIERE SOLAIRE DES CENTRALES ACTUELLEMENT EXISTANTES SE BASE ESSENTIELLEMENT SUR DES CYCLES CLASSIQUES A VAPEUR. MAIS IL EST AUSSI POSSIBLE DE DEVELOPPER UNE FILIERE GAZ EN UTILISANT DES TURBINES A GAZ AVEC DES CYCLES OUVERTS OU FERMES. DANS CETTE OPTIQUE A ETE DEVELOPPEE UNE METHODE GENERALE D'OPTIMISATION DU RENDEMENT D'UN SYSTEME CAPTEUR SOLAIRE A AIR MOTEUR THERMIQUE, EN S'APPUYANT SUR UN FONCTIONNEMENT EN CYCLE DE CARNOT PUIS EN CYCLE DE BRAYTON AVEC OU SANS REGENERATION. LES ECARTS DE TEMPERATURE A LA SOURCE ET AU PUITS, LES PERTES THERMIQUES DIRECTES ENTRE SOURCE ET PUITS SONT PRIS EN COMPTE, AINSI QUE LE RENDEMENT DE REGENERATION POUR LE CYCLE DE BRAYTON. L'ETUDE DE LA SENSIBILITE PARAMETRIQUE EST FAITE EN PRENANT LA TEMPERATURE DU PUITS OU LA TEMPERATURE DE STAGNATION COMME REFERENCE. CETTE PREMIERE PARTIE SE TERMINE PAR LA PRESENTATION DE QUELQUES RESULTATS SIGNIFICATIFS, PERMETTANT DE SITUER L'IMPORTANCE DE CES PARAMETRES DANS LA CONCEPTION DES MOTEURS THERMIQUES DE CE TYPE. DANS LA DEUXIEME PARTIE, L'ETUDE EN REGIME DE RELAXATION DE FLUX RADIATIF DE CES CAPTEURS SOLAIRES COMPORTANT DES MATRICES POREUSES MENE A L'ECRITURE DES EQUATIONS DE BILAN D'ENERGIE POUR LES PHASES SOLIDE ET FLUIDE. LEUR RESOLUTION ANALYTIQUE SIMPLIFIEE EN NEGLIGEANT LES TERMES DE DIFFUSION DISPERSION ET LE TERME D'INERTIE DU FLUIDE ABOUTIT A DES VALEURS DU COEFFICIENT VOLUMIQUE DE TRANSFERT H QUI S'ACCORDENT AVEC CEUX DU REGIME STATIONNAIRE. LE MODELE NUMERIQUE DEVELOPPE ENSUITE POUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS COMPLETES EST BASE SUR LA METHODE DES VOLUMES FINIS ET PERMET L'IDENTIFICATION DE H PAR COMPARAISON DES PROFILS DE TEMPERATURE CALCULES ET EXPERIMENTAUX. LE PRESENT TRAVAIL SE LIMITE AUX MILIEUX POREUX SUIVANTS: LES COPEAUX DE DURALUMIN, LA LAINE DE CUIVRE, LA MOUSSE DE POLYURETHANE ET LES GRAINS DE LIEGE. LES VALEURS DE H DEDUITES DU MODELE NUMERIQUE TRANSITOIRE RESTENT TRES SUPERIEURES A CELLES DEDUITES DU MODELE ANALYTIQUE CORRESPONDANT, MAIS RESTENT COHERENTS PAR RAPPORT AUX QUELQUES CORRELATIONS DE LA LITTERATURE
Author: Ronan Le Gall
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Languages : fr
Pages : 292
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CETTE ETUDE EST CONSACREE A L'ANALYSE ET A LA MODELISATION DES MECANISMES DE CROISSANCE ET DE DENSIFICATION D'UNE COUCHE DE GIVRE DANS LES ECHANGEURS DE CHALEUR. LA FORMATION DU GIVRE PEUT ETRE RESPONSABLE D'UNE DETERIORATION IMPORTANTE DES CARACTERISTIQUES THERMIQUES ET AERAULIQUES DE CE TYPE DE MATERIEL. LA PREMIERE PARTIE EXPERIMENTALE COUVRE UNE LARGE GAMME DE PARAMETRES. ON UTILISE, EN PARTICULIER, UNE METHODE D'ATTENUATION DU RAYONNEMENT GAMMA QUI PERMET D'ACCEDER A DES INFORMATIONS IMPORTANTES SUR LA CROISSANCE ET LA DENSIFICATION DU DEPOT. LES LOIS D'ECHANGE ET DE FROTTEMENT DE L'ECHANGEUR UTILISE SONT OBTENUES EN FONCTION DES PRINCIPALES CONDITIONS AUX LIMITES. APRES ANALYSE DES MECANISMES DE TRANSFERTS DE CHALEUR ET DE MASSE A L'INTERIEUR DU GIVRE, UNE MODELISATION DETAILLEE DE LA CROISSANCE DU GIVRE, BASEE SUR L'HYPOTHESE D'UN PROFIL NON-UNIFORME DE LA MASSE VOLUMIQUE, EST PROPOSEE. LE MODELE DONNE LA POSSIBILITE DE SUIVRE L'EVOLUTION DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE LA COUCHE DE GIVRE (EPAISSEUR, MASSE VOLUMIQUE, RESISTANCE THERMIQUE,), MAIS AUSSI CELLE DES PROFILS DE TEMPERATURE ET DE MASSE VOLUMIQUE A L'INTERIEUR DU GIVRE. L'AJUSTEMENT ET LA VALIDATION DU MODELE SONT REALISES A L'AIDE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS ET DE DONNEES EXPERIMENTALES PRISES DANS LA LITTERATURE. LES RESULTATS OBTENUS PERMETTENT UNE MEILLEURE COMPREHENSION DE LA FORMATION DU GIVRE ; ILS DEMONTRENT L'INTERET DE LA PRISE EN COMPTE DE CE PHENOMENE POUR UNE OPTIMISATION DE LA CONCEPTION ET DU FONCTIONNEMENT DES ECHANGEURS FRIGORIFIQUES INDUSTRIELS
Author: MESSAOUD.. GUELLAL
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Languages : fr
Pages : 193
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UNE MODELISATION EN REGIME TRANSITOIRE D'UN ECHANGEUR THERMIQUE A ETE DEVELOPPEE AFIN DE PREDIRE LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DU SYSTEME POUR DES VARIATIONS SIMULTANEES DE DEBIT DES FLUIDES CALOPORTEURS. LE MODELE PROPOSE EST CARACTERISE PAR UNE CONSTANTE DE TEMPS ET EN TEMPS DE RETARD. LE CALCUL EST BASE SUR LE BILAN ENERGETIQUE EFFECTUE SUR LES QUATRE ELEMENTS DE L'ECHANGEUR. NOUS AVONS OBSERVE QUE L'EXPRESSION ANALYTIQUE DE LA CONSTANTE DE TEMPS DEPEND DU REGIME D'ECOULEMENT (LAMINAIRE OU TURBULENT), ET DE LA DISPOSITION DES FLUIDES DANS L'ECHANGEUR (A L'INTERIEUR OU A L'EXTERIEUR DU TUBE CENTRAL). UNE ETUDE DE L'INFLUENCE DES PRINCIPAUX PARAMETRES AGISSANT SUR LA CONSTANTE DE TEMPS EST PRESENTEE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE LA CONSTANTE DE TEMPS EST PEU DEPENDANTE DU SENS RELATIF DES ECOULEMENTS. ILS METTENT EGALEMENT EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE LA LONGUEUR D'ECHANGE, AINSI QUE DES DEBITS. DIFFERENTS ESSAIS REALISES SUR DES ECHANGEURS BITUBES EAU-EAU ONT PERMIS DE VALIDER LE MODELE. DES CORRELATIONS SONT ELABOREES A PARTIR DE L'EXPERIMENTATION POUR CARACTERISER LE TEMPS DE RETARD. UN MODELE THEORIQUE EST PROPOSE POUR SIMULER LE FONCTIONNEMENT DES ECHANGEURS THERMIQUES AVEC EVOLUTION QUELCONQUE DES DEBITS. LE MODELE PROPOSE S'APPLIQUE A DES ECHANGEURS INDUSTRIELS
