Diagnostic sur la distribution des écoulements dans les équipements thermiques par l'utilisation de traceurs

par Mickaël Albaric

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Christian Jallut.

Soutenue en 2002

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Le bon fonctionnement des échangeurs de chaleur et des équipements thermiques en général est tributaire de l'hydrodynamique interne, plus précisément de la bonne répartition des fluides dans les différents canaux. Une étude menée par le GRETh a montré qu'environ un tiers des industriels concertés étaient confrontés à des problèmes de mauvaises distributions d'écoulement. Mueller et Chiou (1989) identifient quatre origines principales à la mauvaise distribution dans les échangeurs : les origines mécaniques, la mauvaise distribution auto-induite lors du transfert de chaleur, l'encrassement et la corrosion. L'utilisation d'écoulements prédisposés, comme les écoulements diphasiques, est aussi une cause de maldistribution. Les conséquences des mauvaises distributions d'écoulement se traduisent par : une réduction globale des performances des échangeurs, une augmentation des temps de présence des fluides utilisés favorisant l'apparition d'encrassement, une dégradation des produits thermosensibles. Dans tous les cas cela se traduit par un surcoût d'investissement, de dépense énergétique et peut entraîner une réduction de qualité du produit final. Dans ce contexte la présente étude a été réalisée au GRETh (Groupement pour la Recherche sur les Echangeurs Thermiques), et cofinancée par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) pour développer une méthodologie permettant de détecter et diagnostiquer la présence d'une mauvaise distribution d'écoulement au sein d'un échangeur de chaleur à partir d'expériences de traçage. Une installation expérimentale a été mise en place pour permettre la réalisation des expériences de traçage sur différentes sections d'essais de taille industrielle (échangeur à tubes et calandre, échangeurs à plaques). Pour répondre à ce besoin un système de mesure et d'acquisition adapté a été développé. L'utilisation d'expériences de traçage a nécessité la conception d'un logiciel permettant la construction de modèles phénoménologiques (ou globaux) représentant le comportement hydraulique des différentes sections d'essais. Pour compléter cette étude une modélisation locale d'un échangeur à tubes et calandre a été réalisée à l'aide du logiciel commercial FLUENT. Une présentation de la méthodologie employée pour la réalisation des courbes de distribution des temps de séjour numériques est proposée.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (229 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-229

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2002/120bis
  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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