Présentation
Auteur(s)
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André BONTEMPS : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, - Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
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Alain GARRIGUE : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, - Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
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Charles GOUBIER : Université Joseph Fourier, Institut universitaire de Technologie, - Département Génie thermique et Énergie (Grenoble)
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Jacques HUETZ : Directeur de Recherche émérite au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Professeur à l’École Centrale de Paris
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Christophe MARVILLET : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
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Pierre MERCIER : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
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Roland VIDIL : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
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Lire l’articleINTRODUCTION
Tous ces auteurs font partie du Groupement pour la recherche sur les Échangeurs thermiques (GRETh).
Le domaine de l’intensification des échangeurs de chaleur a depuis de nombreuses années dépassé le stade du laboratoire et a été largement pris en compte dans les applications industrielles. Nombre d’échangeurs dans des procédés très divers sont équipés de surfaces d’échange (tubes ou plaques) spécialement conçues pour présenter des coefficients d’échange de chaleur élevés et notamment supérieurs à ceux des surfaces d’échange lisses.
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Thermique pour l’industrie
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Présentation
Présentation générale5. Utilisation des surfaces d’échange à hautes performances
Le concepteur d’un échangeur de chaleur face à la diversité des techniques d’intensification est amené à se poser deux questions : doit-il préférer une surface améliorée à une paroi lisse ? et, si oui, quels tubes ou plaques d’échange améliorés doit-il retenir ? La réponse à ces questions nécessite la prise en compte des nombreux éléments intervenant dans la conception d’un échangeur de chaleur :
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l’aspect constructif : tenue aux vibrations, tenue aux corrosions et liaison entre les tubes et les plaques tubulaires ;
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l’aspect économique : coût de la surface et disponibilité sur le marché du tube avec le matériau qu’impose éventuellement le procédé ;
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l’aspect thermique : performances thermohydrauliques et comportement thermique à l’encrassement.
On conçoit que le choix de géométries adaptées à un procédé particulier soit le résultat d’un compromis sur les différents aspects évoqués ci-dessus ; une méthode de sélection de surfaces améliorées pourrait présenter les différentes phases suivantes.
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Définition des objectifs recherchés : la réduction de la surface d’échange ou la réduction de l’écart de température entre les deux fluides sont deux objectifs généralement retenus puisqu’ils doivent permettre une réduction des coûts d’investissement pour l’un et de fonctionnement pour l’autre.
Cependant des cas spécifiques nécessitent l’utilisation de techniques d’intensification pour d’autres raisons telles que :
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la réduction de la puissance de pompage ;
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l’augmentation de la puissance échangée.
En général, l’objectif se traduit en termes de coût et la recherche nécessite donc l’introduction de fonctions de coûts.
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Définition des contraintes : elles sont généralement relatives aux aspects constructifs (tenue à la corrosion) et imposent le matériau de la surface d’échange : nombre des techniques d’intensification présentées s’appliquent aux surfaces en cuivre, en alliage cuivreux ou en alliage léger, un nombre plus limité s’applique aux...
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