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)
-
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
-
Pierre MERCIER : Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
-
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).
Les principaux problèmes de fonctionnement rencontrés par les utilisateurs d’échangeur de chaleur ont trait aux phénomènes d’encrassement, de corrosion, de vibrations et de tenue mécanique.
L’encrassement et la corrosion restent les phénomènes les moins compris de l’industrie ; ils se traduisent par :
-
un surdimensionnement des appareils dans les bureaux d’études ;
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une dépense d’énergie supplémentaire ;
-
le remplacement des appareils corrodés ;
-
des coûts d’arrêt des installations pour démontage et nettoyage.
Le lecteur trouvera une description générale des divers phénomènes rencontrés et pourra se reporter pour plus de détails à une littérature spécialisée (cf. Pour en savoir plus ).
Les phénomènes vibratoires doivent également être pris en compte dans le dimensionnement des échangeurs au même titre que les transferts de chaleur ou les pertes de charge. Une méthodologie permettant d’évaluer les vibrations induites par le fluide est détaillée dans le présent article.
Enfin, les problèmes de tenue mécanique sont, pour les géométries les plus classiques, traités dans divers textes réglementaires décrits succinctement en fin de l’article, de même qu’une normalisation européenne en matière d’essais qui est en train d’émerger.
L’ensemble Échangeurs de chaleur fait l’objet de plusieurs articles :
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Échangeurs de chaleur- Définitions et architecture générale Généralités
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Échangeurs de chaleur- Description des échangeurs Description des échangeurs
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Échangeurs de chaleur- Dimensionnement thermique Dimensionnement thermique des échangeurs
-
Échangeurs de chaleur- Intensification des échanges thermiques Intensification des échanges thermiques
-
[B 2 344] Problèmes de fonctionnement et aspects réglementaires
ainsi que d’un tableau de notations et symboles en tête et d’une documentation en fin, communs à cet ensemble.
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Présentation
Corrosion1. Encrassement
L’encrassement, qui sous sa forme la plus générale peut être défini comme l’accumulation d’éléments solides indésirables sur une interface, affecte une grande variété d’opérations industrielles. Dans le cas des échangeurs, la présence d’un fort gradient thermique près de la surface peut perturber les mécanismes d’encrassement isotherme rencontrés, par exemple lors de l’utilisation de membrane ou de filtre.
1.1 Classification : différents types d’encrassement
Il est possible de classer l’encrassement selon le mécanisme qui contrôle la vitesse de dépôt, selon les conditions d’utilisation de l’échangeur ou selon le mécanisme dominant, même s’il ne contrôle pas la vitesse de dépôt. Nous adopterons, comme la plupart des auteurs [Epstein], cette dernière méthode de classification. Six types différents peuvent alors être définis :
-
encrassement particulaire ;
-
corrosion ;
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entartrage ;
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encrassement biologique ;
-
encrassement par réaction chimique ;
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encrassement par solidification.
-
Encrassement particulaire [Gudmunsson]
Il s’agit du dépôt puis de l’accumulation sur les surfaces d’échange de particules transportées par l’écoulement des fluides industriels :
-
l’eau des chaudières contenant des produits de corrosion, celle des tours de refroidissement, des particules transportées par l’air et des produits de corrosion (oxydes et hydroxydes de fer) ;
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les écoulements gazeux pouvant être fortement chargés de particules de poussières ;
-
les fumées industrielles de résidus solides de combustion.
-
-
Corrosion [Epstein, Leconte]
L’encrassement par corrosion 2 est le résultat d’une réaction chimique ou électrochimique...
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Encrassement
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