Modèle de simulation et étude expérimentale d'un évaporateur de machine frigorifique en régime transitoire

par Luiz Machado

Thèse de doctorat en Thermique et Energétique

Sous la direction de Monique Lallemand.


  • Résumé

    Le présent travail concerne l'étude du comportement en régimes permanent et transitoire d'un évaporateur eau glycolée/R22 d'une machine frigorifique à vitesse variable. Une étude expérimentale a permis, pour une large gamme de points de fonctionnement, de caractériser l'évaporateur. L'étude en régime transitoire a été réalisée à partir d'échelons du débit du fluide frigorigène à l'entrée et à la sortie de l'évaporateur. Les lois de variations des grandeurs caractéristiques de l'évaporateur (gains et constantes de temps) en ont été déduites. Un modèle mathématique de l'évaporateur a été établis à partir des lois de conservation la masse, de l'énergie et de la quantité de mouvement appliquées au fluide frigorigène, à la paroi et au fluide secondaire. Le modèle utilise des corrélations de la littérature pour calculer les coefficients d'échange thermique et le taux de vide. Le choix des corrélations a été effectué par comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux calculés par le modèle. Pour le choix de la corrélation nécessaire au calcul du taux de vide, l'installation a été instrumentée afin de déterminer la masse du fluide frigorigène présente dans l'évaporateur en régime permanent et en régime transitoire. Les écarts maximaux entre les températures expérimentales et théoriques sont de 2K en régime permanent. Les caractéristiques dynamiques de l'évaporateur, déterminées à l'aide du modèle, concordent avec les valeurs expérimentales avec un écart de 10 à 15 % qui est de l'ordre de grandeurs des erreurs de mesures. Le modèle est utilisé pour simuler la réponse harmonique de l'évaporateur et pour déterminer les performances en régimes transitoire et permanent de l'évaporateur fonctionnant avec du R134a.

  • Titre traduit

    = Simulation model and experimental study of an evaporator of refrigerating machine in transient conditions


  • Résumé

    The purpose of this work is the study of steady-state and transient behaviour of an ethylene glycol/R22 evaporator of a refrigerating machine operating with variable speed. The evaporator characteristics have been obtained from an experimental study over a wide range of operating conditions. The study in transient conditions was achieved by exciting steps of inlet and outlet refrigerant flow rates. The characteristics variations of the evaporator (gains and time constants) were deduced. A mathematical model of the evaporator was developed by using the physical laws of mass, energy and momentum conservation applied to the refrigerant, the evaporator wall and the secondary fluid. Correlations of the literature are used to calculate the heat transfer coefficients and the void fraction. The choice of the correlations is made by comparison between experimental results and the values calculated by the model. For the choice of the void fraction correlation, the refrigerating machine has been instrumented in order to determine the refrigerant mass in the evaporator in steady-state and unsteady-state. The maximal errors between experimental and theoretical temperatures are of 2 K in steady-state. The dynamic characteristics of the evaporator, determined by the model, are in good agreement with the experimental values with an error less than 10 to 15%. This error has the same magnitude order of the measures uncertainties. The model is used to stimulate the evaporator response and to determine in steady-state and unsteady-state the performances of the evaporator with R134a as refrigerant.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?