Les échangeurs de chaleur sont utilisés pour chauffer, refroidir, évaporer ou condenser des fluides qui sont à différentes températures. Leur fonction principale consiste à transférer l’énergie thermique d’un fluide ayant un niveau de température plus élevé vers un fluide ayant un niveau de température plus bas.
Échangeurs de chaleur
affichez tous
fermez tout
On appelle transfert de chaleur convectif le transfert de chaleur entre une surface et un fluide. Les processus de transfert de chaleur convectif sont associés aux mouvements du fluide, c’est-àdire à la convection.
Échangeurs de chaleur
Transfert de chaleur convectif sur des échangeurs ayant des géométries différentes
Contenu didactique/essais
- relations entre le nombre de Nusselt, le nombre de Reynolds et le flux thermique
- mesure de la distribution de pression dans le conduit d’air et développement du profil de vitesse
- mesure du transfert de chaleur convectif sur le faisceau tubulaire en fonction de la position
- perte de pression dans le faisceau tubulaire
- mesure du transfert de chaleur convectif en cas de convection libre dans le puits de ventilation (effet de cheminée)
Les récupérateurs sont traversés simultanément de manière stationnaire par deux fluides. Une paroi sépare les flux de fluide: elle sert de surface de transfert. La chaleur est transférée indirectement du fluide chaud à la paroi de séparation, et de la paroi de séparation au fluide froid, sans délai.
Échangeurs de chaleur
Mesures des propriétés de transfert thermique sur cinq types différents d'échangeurs de chaleur, commande de l’installation via l’API
Contenu didactique/essais
- avec un échangeur de chaleur (WL 110.01 à WL 110.05)
- enregistrement des profils de température
- détermination du coefficient global moyen de transfert de chaleur
- comparaison de différents types d’échangeurs de chaleur
….
Échangeur de chaleur transparent avec point de mesure additionnel de la température à mi-course; fonctionnement avec courant parallèle et contre-courant
Contenu didactique/essais
- avec l’unité d’alimentation WL 110
- fonctionnement et comportement en fonctionnement d’un échangeur de chaleur coaxial
- enregistrement des profils de température:
à courant parallèle
à contre-courant
….
Échangeur de chaleur standard à plaques fonctionnant avec courant parallèle et contre-courant
Contenu didactique/essais
- avec l’unité d’alimentation WL 110
- fonctionnement et comportement en fonctionnement d’un échangeur de chaleur à plaques
- enregistrement des profils de température:
à courant parallèle
à contre-courant
….
Échangeur de chaleur standard transparent fonctionnant avec courant parallèle croisé et contre-courant croisé
Contenu didactique/essais
- avec l’unité d’alimentation WL 110
- fonctionnement et comportement en fonctionnement d’un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire (courants croisés)
- enregistrement des profils de température:
à courant croisé parallèle
à contre-courant croisé
….
Chauffage via l’enveloppe ou via le serpentin; agitateur permettant un meilleur mélange du fluide
Contenu didactique/essais
- avec l’unité d’alimentation WL 110
- fonctionnement et comportement en fonctionnement d’un réservoir agitateur avec double enveloppe et serpentin
- enregistrement des variations dans le temps:
mode de fonctionnement chauffage par double enveloppe
mode de fonctionnement chauffage par serpentin
….
Transfert de chaleur entre l'eau et l'air; fonctionnement en courant croisé
Contenu didactique/essais
- avec l’unité d’alimentation WL 110
- fonction et comportement en fonctionnement d’un échangeur de chaleur à ailettes
- détermination du coefficient global de transfert de chaleur
- influence de la capacité thermique
- comparaison avec d’autres types d’échangeurs de chaleur
….
Fonctionnement de l'échangeur de chaleur comme chauffeur d'air ou refroidisseur d'eau
Contenu didactique/essais
- familiarisation avec le processus de transfert de chaleur entre l’eau et l’air
- calcul des flux thermiques de l’eau et de l’air
- détermination du rendement et des pertes
- bilans énergétiques au niveau de l’échangeur de chaleur
- enregistrement d’une caractéristique de pompe
Transfert thermique pendant l'écoulement dans les tubes et détermination du flux thermique, fonctionnement à courant parallèle et à contre-courant
Contenu didactique/essais
- enregistrement de courbes de température
- en fonctionnement à courant parallèle
- en fonctionnement à contre-courant
- calcul du flux thermique moyen en fonctionnement à courant parallèle et à contre courant
- calcul du coefficient de transfert de chaleur moyen
Échangeur de chaleur avec mesure de la température du fluide et de l'enveloppe; fonctionnement avec courant parallèle et contre-courant
Contenu didactique/essais
- enregistrement de courbes de température
- en fonctionnement à courant parallèle
- en fonctionnement à contre-courant
- transfert de chaleur convectif sur les parois des tubes et dans l’écoulement
- influence des débits massiques sur la courbe de température
….
Transfert thermique par convection de échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire et à tubes à ailettes
Contenu didactique/essais
- essais sans accessoires
- enregistrement de la caractéristique du ventilateur
- distribution de la vitesse dans le canal traversé par l’écoulement
….
Processus de transfert de chaleur entre la vapeur et l'air, calcul des flux thermiques de la vapeur et de l'air
Contenu didactique/essais
- familiarisation avec le processus de transfert de chaleur entre la vapeur et l’air
- calcul des flux thermiques de la vapeur et de l’air
- détermination du rendement et des pertes
- détermination du coefficient global de transfert de chaleur
Les échangeurs de chaleur par contact direct mettent en contact deux fluides de températures différentes, et les mélangent. Le transfert de chaleur et de masse a lieu directement.
Échangeurs de chaleur
Mode opératoire et grandeurs caractéristiques d'une tour de refroidissement à voie humide à ventilation forcée
Contenu didactique/essais
- bases thermodynamiques d’une tour de refroidissement par voie humide
- changements d’état de l’air dans le diagramme h,x
- détermination de la puissance frigorifique
- bilans énergétiques
- calcul des paramètres du procédé, comme l’écart entre les limites de refroidissement, largeur de la zone de réfrigération, etc.
….
On notera la particularité du transfert de chaleur au moyen de la technique des solides fluidisés, qui est étudiée ici en prenant comme exemple le réacteur à lit fluidisé.
Échangeurs de chaleur
Transfert thermique d'élément chauffé dans un lit fluidisé
Contenu didactique/essais
- bases de la fluidisation des lits fixes
- évolution de la pression à l’intérieur du lit
- pertes de pression en fonction de
- la vitesse d’écoulement
- la taille des particules du lit fixe
….
