Chapitre II LES EQUATIONS D'ECHANGE



Documents pareils
Clemenceau. Régime sinusoïdal forcé. Impédances Lois fondamentales - Puissance. Lycée. PCSI 1 - Physique. Lycée Clemenceau. PCSI 1 (O.

GEA I Mathématiques nancières Poly. de révision. Lionel Darondeau

Remboursement d un emprunt par annuités constantes

Plan. Gestion des stocks. Les opérations de gestions des stocks. Les opérations de gestions des stocks

Mesure avec une règle

au Point Info Famille

NOTICE DE MONTAGE VERSION 72

Montage émetteur commun

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 13 avril 2011

f n (x) = x n e x. T k

CHAPITRE 14 : RAISONNEMENT DES SYSTÈMES DE COMMANDE

Fiche n 7 : Vérification du débit et de la vitesse par la méthode de traçage

Chapitre IV : Inductance propre, inductance mutuelle. Energie électromagnétique

STATISTIQUE AVEC EXCEL

BTS GPN 2EME ANNEE-MATHEMATIQUES-MATHS FINANCIERES MATHEMATIQUES FINANCIERES

ECO ECO. Probablement le chauffe-eau solaire le plus évolué du monde. Eco 200 / Eco 250 / Eco 300 / Eco 450 ENERGIE CATALOGUE 13

Corrigé du problème de Mathématiques générales Partie I

Les jeunes économistes

Calculer le coût amorti d une obligation sur chaque exercice et présenter les écritures dans les comptes individuels de la société Plumeria.

Q x2 = 1 2. est dans l ensemble plus grand des rationnels Q. Continuons ainsi, l équation x 2 = 1 2

AVERTISSEMENT. D'autre part, toute contrefaçon, plagiat, reproduction encourt une poursuite pénale. LIENS

CSMA e Colloque National en Calcul des Structures Mai 2013

Exercices d Électrocinétique

QUEL EST LE ROLE DE LA COMMISSION D INTERCHANGE DANS LA COMPETITION BANCAIRE? UNE REPONSE PAR L EXPERIMENTATION ARTIFICIELLE

II - Notions de probabilité. 19/10/2007 PHYS-F-301 G. Wilquet 1

Cours 02 : Problème général de la programmation linéaire

Conditions générales de vente de Mobility Société Coopérative (CGV)

[1] L. D. Landau, Phys. Z. Sowejetunion 11, 26, (1937) ; reprinted in Collected

Chapitre 1 Régime transitoire dans les systèmes physiques

Sur certaines séries entières particulières

A. RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX. (Adresse civique) 3. Veuillez remplir l'annexe relative aux Sociétés en commandites assurées à la partie E.

Impôts PLUS ou moins-values

a g c d n d e s e s m b

Ecole Polytechnique de Montréal C.P. 6079, succ. Centre-ville Montréal (QC), Canada H3C3A7

Séries numériques. Chap. 02 : cours complet.

IGE G 4 E 87 M o M d o é d lisation o n de d s ba b ses de d do d n o n n é n es S ma m ine n 7

Pro2030 GUIDE D UTILISATION. Français

Exemple de Plan d Assurance Qualité Projet PAQP simplifié

Généralités sur les fonctions 1ES

Comment utiliser une banque en France. c 2014 Fabian M. Suchanek

Chap 8 - TEMPS & RELATIVITE RESTREINTE

Le guide du parraina

LES ESCALIERS. Du niveau du rez-de-chaussée à celui de l'étage ou à celui du sous-sol.

nous votre service clients orange.fr > espace client 3970*

1 Introduction. 2 Définitions des sources de tension et de courant : Cours. Date : A2 Analyser le système Conversion statique de l énergie. 2 h.

Guide de correction TD 6

VIELLE Marc. CEA-IDEI Janvier La nomenclature retenue 3. 2 Vue d ensemble du modèle 4

Système solaire combiné Estimation des besoins énergétiques

1 Mise en application

Semestre : 4 Module : Méthodes Quantitatives III Elément : Mathématiques Financières Enseignant : Mme BENOMAR

MODÈLE D ISING À UNE ET DEUX DIMENSIONS.

e x o s CORRIGÉ Chapitre 7. La conduite du diagnostic 1. Bilan fonctionnel par grandes masses Bilan fonctionnel de la société Bastin

Matériau pour greffe MIS Corporation. Al Rights Reserved.

LE RÉGIME DE RETRAITE DU PERSONNEL CANADIEN DE LA CANADA-VIE (le «régime») INFORMATION IMPORTANTE CONCERNANT LE RECOURS COLLECTIF

1. INTRODUCTION. Rev. Energ. Ren. : 11 èmes Journées Internationales de Thermique (2003)

Intégrales doubles et triples - M

Quantité de mouvement et moment cinétique

Chapitre 8. Structures de données avancées. Primitives. Applications. L'informatique au lycée.

1.0 Probabilité vs statistique Expérience aléatoire et espace échantillonnal Événement...2

Evaluation de performances d'ethernet commuté pour des applications temps réel

Installation d'un serveur DHCP sous Windows 2000 Serveur

TVA et Systèmes d Information. Retour d expérience d entreprise. A3F - 26 mars 2015 Hélène Percie du Sert COFELY INEO

PRISE EN MAIN DU SPECTROPHOTOMETRE UV-VISIBLE SHIMADZU U.V. 240

LE SURENDETTEMENT. a s s e c o. leo lagrange UNION NATIONALE DES ASSOCIATIONS FAMILIALES. union féminine civique et sociale

Titrages acidobasiques de mélanges contenant une espèce forte et une espèce faible : successifs ou simultanés?

Chapitre 1.5a Le champ électrique généré par plusieurs particules

TD 1. Statistiques à une variable.

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE. MEMOIRE Présentée à

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter au ou à

CHAPITRE V SYSTEMES DIFFERENTIELS LINEAIRES A COEFFICIENTS CONSTANTS DU PREMIER ORDRE. EQUATIONS DIFFERENTIELLES.

Grandeur physique, chiffres significatifs

Estimations d erreur a priori de la méthode de Lagrange Galerkin pour les équations de type Kazhikhov Smagulov

dysfonctionnement dans la continuité du réseau piétonnier DIAGNOSTIC

Integral T 3 Compact. raccordé aux installations Integral 5. Notice d utilisation

LISTE D EXERCICES 2 (à la maison)

DEMANDE DE GARANTIE FINANCIÈRE ET PACK RCP

Calcul de tableaux d amortissement

Probabilités sur un univers fini

Performances de la classification par les Séparateurs à Vaste Marge (SVM): application au diagnostic vibratoire automatisé

I. Présentation générale des méthodes d estimation des projets de type «unité industrielle»

Vu la loi n portant code des assurances prom ulguée par le dahir n du 25 rejeb 1423 (3 octobre 2002), telle qu'elle a été complétée ;

Équations non linéaires

Chapitre 3: TESTS DE SPECIFICATION

LE PENETROMETRE STATIQUE Essais CPT & CPTU

FLUIDES EN ÉCOULEMENT Méthodes et modèles

Cours d analyse numérique SMI-S4

LICENCE DE SCIENCES PHYSIQUES UV 3LSPH50. Année MODÉLISATION. Recherche des paramètres d'une représentation analytique J.P.

LE PRINCIPE DU RAISONNEMENT PAR RÉCURRENCE

CHAPITRE IX : Les appareils de mesures électriques

Les nouvelles orientations politiques du budget 2015 du Gouvernement prévoient

STI2D Logique binaire SIN. L' Algèbre de BOOLE

Assurance maladie et aléa de moralité ex-ante : L incidence de l hétérogénéité de la perte sanitaire

Notions d asservissements et de Régulations

Comment tracer une droite représentative d'une fonction et méthode de calcul de l'équation d'une droite.

Ch.G3 : Distances et tangentes

UNE AVENTVRE DE AGILE & CMMI POTION MAGIQUE OU GRAND FOSSÉ? AGILE TOVLOVSE 2011 I.VI VERSION

Probabilités sur un univers fini

Compression Compression par dictionnaires

Réseau des bibliothèques du Pays de Pamiers Guide du Numérique

Suites numériques 4. 1 Autres recettes pour calculer les limites

Transcription:

Captr II LES EQUTIONS D'ECHNGE II- DEFINITION DES COEFFICIENTS D'ECHNGE II-. Conts loaux partulrs t ont global d'éang Consdérons un éangur tubular dans lqul on at rulr dux luds. Supposons, par xpl, qu l lud aud rul à l'ntérur ds tubs. En rég prannt, ls débts assqus d luds sont onstants t la tpératur n un pont d l'apparl st onstant. Flud Flud aud x xdx Dénssons un élént d volu d l'apparl prs ntr dux stons drots prpndulars aux tubs, stués à ds dstans x t xdx d l'xtrété par laqull ntr l lud aud. Sont t ls tpératurs oynns rsptvs ds dux luds dans t élént d volu. L transrt d alur t n ju tros résstans : - un résstan à la onvton ntr l lud t la sura ntrn ds tubs ( - un résstan à la onduton dans la paro ds tubs ( - un résstan à la onvton ntr la sura xtrn ds tubs t l lud (3 Sont t ls onts suprls d'éang rspts orrspondant aux résstans ( t (3 t d t d ls suras orrspondants. pplons λ t la ondutvté trqu du atérau onsttuant ls tubs. L lux d alur dq éangé ntr ls dux luds st tl qu dq d λ d t d ( - -

d st la oynn logartqu ds ars d t d. En at, dans l alul ds éangurs la résstan à la onduton dans la paro ds tubs n'st pas la résstan prépondérant. uss, l st d'usag t justé d'asslr la oynn logartqu à la oynn artétqu. d NEWTON a proposé d'érr Qu l'on put érr d d ( ( dq Ud (3 dq ( Ud don Ud (4 d λ d d t st applé l ont loal ntrn partulr d'éang st applé l ont loal xtrn partulr d'éang U st applé l ont loal global d'éang Cs onts sont ds onts loaux ar lur valur st susptbl d varr l long ds tubs. Ils s'xprnt n kal/ C tu/r t F ou W/ K. Il s'agt d osr pour d un valur d réérn pratqu, bn qu l'éangur alulé n dépnd pas d ox. Il st d'usag d osr o ar d réérn ll qu orrspond à la résstan trqu la plus grand. Nous avons don tros possbltés : d d d d d d qu dént tros onts globaux d'éang tl qu : Ud Ud Ud Ud (6 Ls tros onts n'ont d sgnaton qu par rapport à s ars d réérns. On a alors U (7 d d λ t d d (5 Sot nor U λ t D D D D D (8 Ou D t D dont rsptvnt l daètr xtérur t l daètr ntérur ds tubs. - -

D ê U D D λ t D D D (9 Et U D D D λ t D D D (0 Rarqus: - Dans l as d suras plans parallèls t l as ds éangurs à plaqus, ls suras d onvton sont dntqus t l n'xst don qu'un sul ont global d'éang U tl qu U λ t II-. Cont d'nrassnt Très souvnt, durant l ontonnnt d'un éangur av la plupart ds lquds t paros auss ds gaz, un l d'nrassnt s dépos gradullnt sur ls suras d'éang. Cs dépôts ont pour t d'ajoutr au ours du tps ds résstans trqus suppléntars au transrt, abassant ans la proran d l'éangur. C'st pourquo un nttoyag pérodqu s'avèr ndspnsabl pour antnr ds prorans orrts d l'apparl. La pérod dépnd du typ d'ndustr t d la aulté ds luds s n ju dans l'éangur à déposr plus ou ons rapdnt sur ls tubs ou ls plaqus. Cs dépôts sont élnés sot par déontag t nttoyag, sot par tratnt qu Dans ls ndustrs qu ou pétrolèr, on alul n général l'éangur pour qu son nttoyag n'ntrvnn qu lors ds grands arrêts d l'unté (souvnt tous ls nq ans. Dans l'ndustr agroalntar, on put nttoyr tous ls jours un éangur. L alul d l'apparl sra don tué, n général, av la valur lt d l'épassur d dépôt. n qu s dépôts orrspondnt à un résstan au transrt ondut dans un sold, on l'xpr sous or d'un résstan à la onvton. On dént don ds onts d'nrassnt (ont d dépôt d t d, ds aturs d'nrassnt / d t / d t ds résstans lts d'nrassnt : R d dd R d dd On put alors érr : dq d λ d t d ( ( d d d En applant U s l ont global d'éang d l'éangur nrassé, on obtnt d - 3 -

(3 U d d d λ d d d s d t On put don dénr tros onts globaux d'éang pour l'éangur nrassé suvant l'ar d réérn : d U s d λ t D D D D D d D D (4 U s D D d D D λ t D D D d (5 U s D D D d D D D λ t D D D d D D D (6 On rarqu qu : U d s Ud d d d d Ds ordrs d grandurs ds onts globaux d'éangs t ds onts d'nrassnt pour rtans oupls d luds sont donnés dans ls tablaux suvant. (7 ORDRE DE GRNDEUR DES COEFFICIENTS GLOUX D'ECHNGE U s Flud aud Flud rod U s (W/ C Gaz Gaz Gaz Lqud vsquux Lqud pu vsquux Lqud vsquux Lqud vsquux Lqud pu vsquux Vapur s ondnsant Vapur s ondnsant Vapur s ondnsant Gaz Lqud vsquux Lqud pu vsquux Gaz Gaz Lqud vsquux Lqud pu vsquux Lqud pu vsquux Lqud vsquux Lqud pu vsquux Lqud n ébullton 0-50 0-50 0-80 0-50 0-80 00-00 00-300 700-800 00-400 000-000 700-500 - 4 -

COEFFICIENT D'ENCRSSEMENT d Flud Eau dstllé Eau d r Eau d vll Eau d rvèr ltré Eau d rvèr non ltré Mazout Lquds organqus Sauur r ndustrl Résdu d rakag d (W/ C 0000 5000-0000 500-5000 500-5000 500-500 000 5000 5000 500 500 II- NOMRES SNS DIMENSION - NLYSE DIMENSIONNELLE Il xst tros typs d étods prttant d détrnr ls onts d'éang d alur par onvton : - Ls solutons atéatqus xats ou approés ds équatons d ontnuté, d quantté d ouvnt t d'énrg trqu qu s'applqunt prnpalnt à un éoulnt n rég lanar - Ls analogs ntr ls transrts d alur t d quantté d ouvnt - L'analys dnsonnll du pénoèn n appu d'xpérns L'analys dnsonnll ontrbu pu à la oprénson du pénoèn, ll st nutl sans ls xpérntatons orrspondants, par ontr ll prt d ltr l nobr d'xpérns à ar t rgroup ls donnés xpérntals sous or d nobrs adnsonnls plus pratqus à anpulr. Il xst dérnts tnqus pour détrnr ls groups adnsonnls : - la étod d UCKINGHM (Téorè d π UCKINGHM - la étod d RYLEIGH - La étod d réduton ds équatons dérntlls d blans lorsqu ls pénoèns puvnt êtr tradut atéatqunt. Ctt drnèr étod st ll qu ondut à ds nobrs adnsonnls qu ont un sgnaton pysqu. Ls dux autrs nésstnt un oprénson pysqu pour êtr s n œuvr orrtnt. Rapplons la nonlatur utlsé pour aptr t ls suvants : D Daètr ntérur ou xtérur d la analsaton L v vtss oynn du lud LT - ρ ass voluqu du lud ML -3 µ vsosté dynaqu du lud ML - T - ν vsosté néatqu du lud L T L dnson aratérstqu d la sura L g aélératon d la psantur LT - β ont d dlataton voluqu à prsson onstant - dérn ntr dux tpératurs (paro t lud - 5 -

C p alur spéqu du lud L T - - λ ondutvté trqu du lud MLT -3 - ont loal d'éang MT -3 - U ont global d'éang MT -3 - W débt assqu d lud MT - α dusvté trqu L T - Dans l adr ds transrts trqus on st souvnt ondut à utlsr ls nobrs adnsonnls suvant : Dvρ - l nobr d REYNOLDS R µ qu sur l rapport ds ors d'nrt aux ors d vsosté pour la onvton oré 3 L ρ gββ - l nobr d GRSHOF Gr µ qu aratérs l ouvnt du lud provoqué par ls varatons d tpératur pour la onvton naturll t jou un rôl analogu au nobr d Rynolds C pµ - l nobr d PRNDTL Pr λ Cpρ µ ν qu l'on put érr nor Pr λ t qu st l rapport d dux dusvtés (quantté ρ α d ouvnt t trqu. Pour ls gaz, Pr st nérur à t n var pas av la tpératur, pour ls lquds usuls, Pr st supérur à. Pour ls étaux lquds, Pr st très ptt. Dvρv - l nobr d PECLET P p R Pr λ qu l'on put onsdérr o l rapport du lux d'énrg trqu transporté par dgré par l lud n ouvnt au lux d'énrg trqu transéré par onduton. - l nobr d NUSSELT Nu D λ qu rprésnt l rapport du lux d alur globalnt transéré au lux d alur transéré par onduton t qu l'on put ntrprétr auss o l rapport du daètr du tub à l'épassur du l d lud dans lqul s trouvrat onntré l gradnt d tpératur Nu - l nobr d STNTON St R Pr C vρ p qu sur l lux d alur globalnt transéré dans l lud au lux d alur transporté par l lud n ouvnt. Notons qu tout produt ou rapport d nobr sans dnson st un nobr sans dnson, la plupart d s nobrs ont un équvalnt lorsqu'on s'ntérss au transrt d atèr t qu'l xst égalnt ds nobrs sans dnson résultant du rapport d dux nobrs sans dnson équvalnt pour l transrt d alur t l transrt d atèr. Expl d'applaton au transrt d alur n onvton oré à l'ntérur d'un tub : - 6 -

Consdérons un lud s'éoulant à l'ntérur d'un analsaton d daètr D t d longuur L. L ont d'éang d alur à la sura tub st un onton - ds proprétés pysqus du lud ρ, µ, C p, λ - d sa vtss oynn v - ds aratérstqus d la analsaton D, L On put don érr (ρ, µ, C p, λ, v, D, L (8 n sûr, s l'on oubl ds proprétés pysqus ayant un nlun sur l ont ou d'autrs paraètrs, l résultat d l'analys dnsonnll sra aux. RYLEIGH adt qu la onton put s dévloppr n sér d la or : α β γ δ ε ν σ a ρ µ C λ v D L (9 Caqu tr d la sér a la dnson d, sot : p 3 3 α β γ 3 [ MT ] [ ML ] [ ML T ] [ L T ] [ MLT ] ε ν [ ] [ ] [ ] σ LT L L Ctt équaton aux dnsons dot êtr véré pour aun ds untés ondantals, sot : [ M ]: α β [ L] : 0 3α β [ T] : 3 β - [ ] : γ δ δ γ γ 3δ δ ε ε 7 nonnus t 4 équatons, on put don alulr 3 varabls par rapport aux autrs β δ ε ν γ γ α α α σ ν σ δ (0 ( ( par sut a λ D α Dvρ µ C pµ λ γ L D σ (3 ou D λ Dvρ Cpµ L g,, µ λ D Suvant l ox ds varabls, nous aurons pu obtnr d'autrs nobrs sans dnson av évntullnt auun sgnaton pysqu. Plus splnt on aurat pu dr qu'l xst onton d 7 varabls (au total 8 av 4 untés ondantals. Il xst don un rlaton ntr 4 (8-4 nobrs sans dnson rprésntant l pénoèn. L'analys dnsonnll n prédt pas l typ d rlaton qu l'on va trouvr. (4-7 -

En étudant un nobr adnsonnl par rapport aux tros autrs, on r nsut un "bonn" rlaton tradusant ls résultats xpérntaux dans un plag donné d varatons ds nobrs sans dnson. Pour 0 4 < R <.0 4 0,6 < Pr < 0 L/D > 60 M DMS tuant un syntès d nobrux résultats xpérntaux, a trouvé qu la rlaton D Dvρ 0,03 λ µ 0,8 C pµ λ rndat opt ds résultats av un préson d l'ordr d 0% 0.4 (5 II-3 DETERMINTION DE L'IRE D'ECHNGE - UTILISTION DE L DIFFERENCE DE TEMPERTURE MOYENNE LOGRITHMIQUE DNS LES ECHNGEURS TUULIRES Consdérons un lud aud t un lud rod s'éoulant dans un éangur tubular. En rég prannt, ls tpératurs ds dux luds sont xs n un pont as varnt tout au long d l'éangur. L'allur ds prols d tpératurs st rprésnté sur ls gurs suvants. Par onvnton nous notrons ls tpératurs ds luds à l'xtrété par laqull ntr l lud aud t ls tpératurs ds luds à l'autr xtrété. - 8 -

On onstat qu, dans ls éangurs à o-ourant, la tpératur la plus bass du lud aud dans l'apparl st néssarnt supérur à la tpératur la plus élvé du lud rod.par ontr, dans ls éangurs à ontr-ourant, la tpératur d sort du lud aud put êtr nérur à la tpératur d sort du lud rod. L ontonnnt à ontr-ourant st don plus a qu lu à o-ourant. Dans l as ds éangurs ultpasss, l ontonnnt st oté à o-ourant, oté à ontr ourant t ls prols d tpératurs sont plus oplxs. o-ourant ontr-ourant - 9 -

II-3. Eangurs à un sul pass Nous tratrons dans ours unqunt ls apparls à ontr ourant. Ls apparls à o-ourant s tratnt d anèr slar t nous n'n donnrons qu ls résultats. Flud rod WC d Flud aud WC d - 30 -

Consdérons un éangur tubular t supposons qu l lud aud rul à l'ntérur ds tubs. Sont W son débt assqu t C sa alur spéqu. pplons W t C rsptvnt l débt t la alur spéqu du lud rod. Nous supposrons qu ls alurs spéqus sont onstants dans l'éangur. Consdérons un élént d volu d t éangur lté par dux stons drots stués rsptvnt à x t xdx d l'ntré du lud aud (l'xtrété. Sot dq l lux d alur éangé ntr ls dux luds à travrs la sura d On put érr dq Ud ( Ud( L problè à résoudr pour obtnr l'ar d'éang d l'apparl st l'ntégraton d tt équaton n rarquant qu t l ont global d'éang U var av x (U dépnd ds onts loaux d'éang ux-ê onton ds tpératurs par l'ntrédar ds proprétés pysqus. L lux d alur dq st édé par l lud aud : dq W C d (6 Il st gagné par l lud rod dq W C d (7 Sot n obnant ls dux équatons Posons ( d dq (8 W C W C Ψ (9 W C W C On n dédut d( dq (30 Ψ En obnant ls équatons on obtnt ( d ΨUd (3-3 -

r as U onstant l long d l'apparl Consdérons qu l ont global d'éang n var pas av la dstan (U Constant Ls équatons s'ntègrnt ntr ls xtrétés t d l'éangur ( d ΨU d (3 d dq (33 Ψ dq WC d (34 dq W C d (35 Sot ΨU (36 Q ( Ψ W C ( W C ( (37 D'ou Q U ( (38 Ou st l'ar d'éang L'équaton 38 put nor s'érr : Q U l (39 (40 n sûr la oynn logartqu st syétrqu Q ( ( U U (4-3 -

S on put déontrr qu Q U (4 Flud rod WC d Flud aud WC d Pour un o-ourant la déonstraton ondut à t Q W C ( W C ( (43 Q U l (44 Expl : 0 T/ d ul s éoulant dans un tub st rrod d 00 à 40 C par d l au lqud passant d 0 à 40 C. L ont global d éang Us st égal à 300 W/ K Flud Eau Hul Mass voluqu (kg/ 3 99 90 Calur Spéqu (J/kg C 485 50 Calulr l ar d éang néssar à ontr ourant t o ourant. QWCp sot Q0000/3600*50*(00-40 53333W ontr ourant Q U sot - 33 -

( 40 0 ( 00 40 l 36.4 C 40 0 00 40 3, o ourant ( 40 40 ( 00 0 l 0 C 40 40 00 0 Il nous audrat don un ar d'éang nn, qu ontr bn qu l o ourant st ons a qu l ontr ourant è as U var l long d l'apparl Ls onts loaux d'éang t dépndnt ds proprétés pysqus ds luds t sont don onton d lurs tpératurs. En ntégrant ls équatons 6 t 7 ntr l'xtrété d l'apparl t un absss varabl on put dédur la rlaton ntr t n aun ds ponts d l'apparl. On put égalnt détrnr l ont global d'éang d l'apparl U n onton d ( -. On put dvsr tt ourb n sgnts qu l'on asslra à ds drots U U Sot UU (n l'équaton d la drot sur l sgnt L'équaton s'ért don ( d ΨU ( n d (45 Qu ntégré ntr ls xtrétés t s'ért ( n ( n ΨU (46-34 -

Ou st l'ar du tronçon d l'éangur. En élnant Ψ ntr ls équatons, l vnt Q ( U (47 ( n ( n En rarquant qu ( U U U (48 On n dédut qu Q ( U U U U (49 Il sut don d alulr la sura pour aqu tronçon t d'ajoutr ls suras orrspondants. Rarqus : s l'on onsdèr un sul sgnt sur tout l doan, on obtnt Q ( U U U U (50 C qu st la plupart du tps susant Expl : 0 T/ d ul s éoulant dans un tub st rrod d 00 à 40 C par d l au lqud s éoulant à ontr ourant dans l spa annular d un éangur doubl tub t passant d 0 à 40 C. L ont global d éang Us var av la dérn d tpératur ntr l ul t l au o sut : Dérn d tpératur( C 0 30 40 50 60 Us (W/ K 3 56 89 3 355 Flud Eau Hul Mass voluqu (kg/ 3 99 90 Calur Spéqu (J/kg C 485 50 Calulr l ar d éang néssar. - 35 -

QWCp sot Q0000/3600*50*(00-40 53333W Cont d'éang 380 360 340 30 300 80 60 40 0 00 0 5 30 35 40 45 50 55 60 Dérn d tpératur La ourb U( - st un drot. Nous pouvons don alulr l ar d éang : U U Q sot U U 355 * 0 3* 60 53333 355 * 0 3 * 60 5,56 Ls équatons d'éangs sont valabls égalnt dans l as ou l'un ds luds ang d'état s toutos angnt s pass à tpératur onstant (ondnsaton d'un vapur pur saturé par xpl - 36 -

II-3. Eangurs ultpasss Dans as, l problè st plus oplx. Ls auturs ont ré ds solutons analytqus rprésntant l lux éangé. Ils ont xpré l lux sous la or : Q U Y l ou l rprésnt la dérn d tpératur à ontr ourant t Y st un ont orrt qu st nérur à. Notons qu dans la onpton ds éangurs on ra n sort qu ont orrt sot supérur à 0,8 pour garantr qu la sura d'éang utlsé l sot av un bonn até. Exanons l as d'un apparl -, sot av un pass ôté alandr t passs ôté tubs II I II d II d I d I d Sot W, Cp, W, Cp ls débts assqus t ls apatés alorqus ds ourants t rsptvnt. On supposra qu : -L rég st prannt -Ls alurs spéqus t l ont global d'éang sont onstant -Ls tpératurs sont unors sur un ston drot d l'éoulnt. Etuons ls blans trqus ntr ls plans a t b, globalnt, sur la sura d. Entr a t b : Entré - Sort 0 W Cp ( I II WCp ( 0 (5 W Cp ( W Cp ( (5 II I Posons WCp R (53 WCp - 37 -

On obtnt R( (54 ( II I Sur l'ar d on ért un blan sur l lud I, un sur l lud II t un sur l lud W Cp d I d U ( I (55 W Cp d II d U ( II (56 W Cp d d d U ( I U ( II (57 Posons U dα d (58 W Cp On obtnt don : d I dα ( I (59 t d R II dα ( II (60 d ( I II dα (6 En dérntant tt drnèr xprsson t n rplaçant ls d à l'ad ds équatons préédnts on obtnt : R d dα d ( II I (6 dα R En utlsant la prèr équaton, l vnt : d dα d ( R 0 (63 dα 4 Posons Θ (64-38 -

Il vnt don l'équaton av ls dux ondtons aux lts suvants : d Θ dθ Θ R 0 dα dα 4 α 0 Θ U α αt Θ 0 W Cp (65 La soluton général d tt équaton st Θ rα rα v u (66 r t r étant soluton d r Rr 0 4 Sot R R R R r r (67 Ls dux ondtons aux lts donnnt α 0 α α T u v D'où l'on pourrat trr u t v u Θ 0 v rα rα U R (68 T W Cp T L'équaton 6 pour α0 s'ért R d dα ( 0 (69 Sot n rplaçant d par sa valur : R ( ur vr (70 ( ur vr (7 ur vr (7-39 -

Posons E (73 ur vr E E sot ur vr (74 E Qu l'on put ultplr par uv qu st égal à pour obtnr : ( re E v( re E 0 u (75 u v rα T rα T R U W Cp E E ( r ( r (76 U W Cp E R R R E R R (77 On put érr l lux d alur qul qu sot l lud aud : ( ( ( ( ( Q UY W Cp (78 U W Cp ( ( ( ( ( Y (79 Or ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( E RE (80 Et ( ( ( ( ( ( R (8-40 -

U W Cp E R R ( E Y Y R ( RE R E (8 R R D'où l'on tr Y ( R R ( E ( RE E R R E R R (83 Rprnons l'équaton 8 t ontrons qu ls ourants t jou un rôl syétrqu. En nvrsant t l vnt Posons WCp E R' t E' (84 W Cp R R' On rpla don dans l'équaton U W Cp R' E'R' E'R' R' R' R' R' (85 U W Cp E' R' R' R' R' E' R' R' (86 U W Cp E' R' R' R' E' R' R' (87 On vot don qu la orul st syétrqu n t qu st vra égalnt pour l Y. Ds abaqus ont été établs pour ls prnpals onguratons d'éangurs d alur. Ils donnnt la valur du ont Y n onton d E av pour paraètr R. - 4 -

Cont orrt pour un éangur -n,00 0,95 0,90 0,85 0,80 Y 0,75 0,70 0,65 0,60 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9,,4,6,8,5 3 4 6 8 0 5 0 0,55 0,50 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 E - 4 -

Cont orrt d'un éangur -n,00 0,95 0, 0,90 0,85 0,80 Y 0,75 0,70 0,65 0,60 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9,,4,6,8,5 3 4 6 8 0 5 0 0,55 0,50 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 E - 43 -

Cont orrt d'un éangur 3-n,00 Y 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,70 0,65 5 0 8 0 6 4 3,5,8,6,4, 0,9 0,8 0,7 0,6 0,60 0,55 0,50 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 E - 44 -

Cont orrt d'un éangur 4-n Y,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,70 0,65 5 0 8 0 6 4 3,5,8,6,4, 0,9 0,8 0,7 0,6 0,60 0,55 0,50 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 E - 45 -

Cont orrt ourant rosés 0,95 0,9 0,85 0,8 Y 0,75 0,7 0,65 0,6 5 0 8 0 6 4 3,5,8,6,4, 0,8 0,9 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0, 0,55 0,5 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 E (WCax élangé (WCn non élangé - 46 -

Cont orrt ourants rosés 0,95 0,9 0,85 0, 0,8 Y 0,75 0,7 0,65 0,6 5 0 8 0 6 4 3,5,8,6,4, 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,55 0,5 0 0, 0, 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 (WCax non élangé 0,9 E (WCn élangé - 47 -

II-4 EFFICCITE D'UN ECHNGEUR DE CHLEUR II-4. Dénton Ls équatons 37 t 38 sont d'un utlsaton spl lorsqu l'on souat alulr la sura d'éang néssar pour réalsr un auag ou un rrodssnt d'un lud donné. La prèr ou la sond nous prt d alulr l lux d alur, la sond ou la prèr la tpératur d sort ou l débt d l'utlté. La drnèr, nn nous srt à alulr l'ar d'éang. L'utlsaton d s équatons pour la sulaton d'un éangur xstant, 'st à dr lorsqu l'apparl st xé ans qu ls tpératurs d'ntré t ls débts ds luds, st plus délat. Ls nonnus (ls tpératurs d sorts t l lux d alur sont tlls qu nous avons un systè non lnéar à résoudr. Il st alors plus ood d'utlsr un étod basé sur la noton d'até trodynaqu d'un éangur. Ctt até E st dén o l rapport du lux d alur réllnt éangé dans l'apparl Q, au lux axu qu pourrat êtr éangé dans un apparl d sura nn ontonnant à ontr ourant ('st à dr la lt trodynaqu du lux Q ax. Ls débts t tpératurs d'ntré ds dux luds rstnt bn sûr dntqus t don l ont global d'éang U. L'éangur ntal pouvant êtr qulonqu nous appllrons la tpératur d'ntré du lud rod t s la tpératur d sort du lud rod. Dénssons l lux axu Q ax Ls équatons d'éangs sont : Q W C ( (88 Q W C ( (89 s ( s ( ( s ( Q U (90 Pour un ontonnnt à ontr ourant, la sura tndant vrs l'nn t l lux tndant vrs un valur n, un ds dérns d tpératurs d la oynn logartqu dot tndr vrs zéro. Envsagons ls dux séas suvant : s s - 48 -

Lorsqu l'on augnt l'ar pour la ar tndr vrs l'nn, la tpératur dnu t la tpératur s augnt tout n vérant ls dux équatons 88 t 89. On vot don qu dans l prr as dnura plus vt qu n'augntra s t dans l sond as, l'nvrs s produra. On n dédut qu tndant vrs l'nn, tnds vrs dans l prr as t s tnds vrs dans l sond as. Dans l prr séa, ( > ( s don W C < W C Dans l sond séa ls négaltés sont nvrsés. On put don érr dans ls dux as qu : Q ax ( WC ( où (WC rprésnt l plus ptt ds (WC. ns, l'até d'un éangur st : E WC ( ( WC ( W C ( s ( WC ( (9 (9 t l lux d alur éangé Q E ( WC ( (93 II-4. Détrnaton d l'até On supposra l ont global d'éang onstant l long d l'éangur Nous déontrrons unqunt l'até à ontr ourant. Dans s ondtons, la tpératur d'ntré du lud rod dvnt t la tpératur d sort On a don : Q Q WC ( ( (94 W C Q Q W C ( ( (95 W C Q Q E( WC ( ( (96 E ( WC - 49 -

( ( ( ( Q U (97 Détrnons la valur ds dérns d tpératurs aux xtrétés Q Q ( ( ( (98 E ( WC W C Q Q ( ( ( (99 W C E ( WC Rplaçons dans la drnèr équaton Q Q Q Q ( ( E WC W C E WC WC Q U (00 Q Q ( E WC W C Q Q ( E WC WC Rarquons tout d'abord qu tt orul st syétrqu pour ls dux luds, n rplaçant ls nds t nous obtnons la ê orul, qu sgn qu nous pouvons osr l lud qu a l plus ptt WC. Qu sot l lud aud ou rod, nous obtndrons l ê résultat. Cosssons par xpl (WC W C t don applons (WC M W C, splons par Q ( ( ( ( E WC WC E WC WC M U (0 ( ( E WC WC E WC ( WC ( M - 50 -

U WC ( M ( ( E ( WC ( WC WC E M U WC ( ( WC ( WC M ( E ( WC ( E WC M (0 E U ( WC ( ( ( (03 WC WC WC E M ( WC M On n dédut don E xp ( ( WC U xp ( WC ( WC M U WC ( WC ( WC M ( WC ( WC M (04 Nous dénssons ( WC U t NUTax ( WC M ( WC R pour obtnr (05 xp E R xp ( NUTax ( R ( NUT ( R ax (06 Pour un éangur à o-ourant, on put ontrr d la ê anèr qu xp E ( NUT ( R ax R (07 Pour un apparl à passs oté tubs nous avons déjà établt la rlaton ntr NUT, R t E t ontré sa syétr sur ls dux luds t don n supposant qu l lud orrspond au (WC l vnt : - 5 -

U WC ( E R R E R R R (08 d'où nous trons xp U WC ( R E R E R R R (09 E R xp R xp U WC ( U WC ( R R R R (0 ou bn E R xp R xp U WC ( U WC R R ( ( Il st possbl d dénr nobrs d'untés d transrt pour un éangur : U U NUT t NUT WC W C ( Saant qu W C (3 on obtnt : ( W C ( U ( ( ( ( ( U ( l l UY U NUT t NUT (4 W C Y W C Y l - 5 -

L nobr d'untés d transrt d'un éangur rprésnt don l rapport ntr la dérn d tpératur sur l lud onsdéré à la dérn d tpératur oynn d'éang. Vu sa dénton, ls nobrs d'untés d transrt d dux éangurs n sér sur un lud s'ajoutnt. Eaté d dux éangurs n sér : E E 3 3 Ls éangurs sont n sér as aqu éangur st qulonqu. Nous allons supposr qu W C WC t W C WCM tout n notant qu l'nvrs nous donnrat la ê soluton. R W C 3 3 (5 W C 3 3 E 3 3 E E (6 3 Calulons ;: E RE 3 3 3 3 3 3 (7 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 E RE t E RE 3 3 (8 E E E x RE RE RE qu l'on put généralsr pour n éangurs n sér (9-53 -

E RE n E RE (0 Ctt rlaton nous prt don d dédur l'até d'un apparl à passs ôté alandr à partr d ll d'un apparl à un pass ôté alandr. Résué ds oruls d'até pour dérnts éangurs o ourant ontr ourant xp E xp E R xp ( NUT ( R ax R ( NUTax ( R ( NUT ( R ax ( ( - E R xp R xp U WC ( U WC R R ( (3 n passs ôté alandr E RE E E R RE n n (4 E étant l'até d'un éangur à pass ôté alandr Eangur à ourants rosés ls dux luds non élangés E xp 0.78 0. ( [ xp( R NUTax ] NUT Γ av Γ ax R (5 Eangur à ourants rosés (WC ax lud élangé (WC n lud non élangé xp E R ( R Γ av Γ xp ( NUT ax (6 Eangur à ourants rosés (WC n lud élangé (WC ax lud non élangé - 54 -

Γ E xp R av Γ xp ( RNUT ax (7 Ls équatons orrspondants ont été traduts sous or d'abaqus qu l'on trouv dans la lttératur onsaré aux éangurs d alur. Dans polyopé, nous n donnrons qu rtans d s abaqus Expl: Détrnr l até d un éangur, n supposant l ont global d éang ndépndant d la tpératur, prttant d rrodr un ul d 80 à 30 C à l ad d au qu pass d 0 à 35 C. En supposant qu t éangur ontonn à ontr ourant détrnr son Nobr d Unté d Transrt Maxu. En supposant qu t éangur st un éangur - détrnr l ont orrt Y d l équaton QUY l. L até d un éangur st donné par : E Q Qax WC( s ( WC ( WC ( s ( WC ( Dans notr as la dérn d tpératur du lud aud st plus grand qu ll du lud rod, l (WC st don lu du lud aud sot E WC( s ( WC ( ( s ( ( 80 30 ( 80 0 R NUT ax ( ontr ourant, E ( R NUT ax R ( E sot NUT ax R ( RE R st égal au rapport ds dérns d tpératurs ( WC ( s ( 35 0 R 0,3 WC 80 30 ( M ( s ( ( 0,833 ( 0,3* 0,833 NUT ax,5 0.3 ont orrt Y : 0,8333 ( s ( ( 80 30 ( 80 0 E 0,8333 t R ( ( ( 35 0 ( 80 30 s s 0,3 Sur l abaqu, l n st pas possbl d trouvr un valur d Y ar ll st nérur à 0,5 (0,47 par la orul. Cla ontr qu t éangur n st pas ntérssant!!! - 55 -

Eaté d'un éangur à o ourant,0 0,9 R0 0,8 R0,5 Eaté 0,7 0,6 0,5 0,4 R0,50 R0,75 R 0,3 0, 0, 0,0 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 NUTax RWn/Wax Eaté d'un éangur à ontr ourant,00 0,90 0,80 0,70 R0 R0,5 R0,50 R0,75 R 0,60 Eaté 0,50 0,40 0,30 0,0 0,0 0,00 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5-56 - NUTax RWn/Wax

Eaté d'un éangur à ourants rosés luds non élangés,00 0,90 0,80 0,70 0,60 R0 R0,5 R0,50 R0,75 R Eaté 0,50 0,40 0,30 0,0 0,0 0,00 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 RWn/Wax NUTax Eaté d'un éangur à ourants rosés,00 0,90 R0 0,80 0,70 0,60 R0,5 R0,50 R0,75 R Eaté 0,50 0,40 Wn non élangé Wax élangé 0,30 0,0 0,0 0,00 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5-57 - NUTax RWn/Wax

Eaté d'un éangur à ourants rosés,00 0,90 0,80 0,70 0,60 R0 R0,5 R0,50 R0,75 R Eaté 0,50 0,40 0,30 Wn élangé Wax non élangé 0,0 0,0 0,00 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5 NUTax RWn/Wax Eaté d'un éangur -,00 Eaté 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 R0 R0,5 R0,50 R0,75 R 0,30 0,0 0,0 0,00 0 0,5,5,5 3 3,5 4 4,5 5-58 - NUTax RWn/Wax

No du dount : ECHNGEURS DE CHLEURV_DHET.do Réprtor : C:\Dounts and Sttngs\Dns.arrtau\Ms dounts\ensgnnt\oraton ontnu Modèl : C:\Dounts and Sttngs\barrta\pplaton Data\Mrosot\Modèls\7.dot Ttr : ECHNGEURS DE CHLEUR Sujt : utur : RRETEU Mots lés : Contars : Dat d réaton : 6/0/006 6:0:00 N d révson : 3 Drnr nrgstr. l : 6/0/006 6:04:00 Drnr nrgstrnt par : Dns arrtau Tps total d'édton : 8 Mnuts Drnèr prsson sur : 6/0/006 6:05:00 Tl qu'à la drnèr prsson Nobr d pags : 6 (approx. Nobr d ots : 7 049 (approx. Nobr d aratèrs : 93 770 (approx.