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RÉSUMÉ
Pour concevoir un système véhiculant de l'eau, il est nécessaire de maîtriser les bases théoriques de mécanique des fluides. C'est l'ensemble de ces connaissances à avoir a minima que présente cet article. Sont ainsi détaillées les notions de physique et les principes qui régissent le comportement de l'eau dans de tels circuits : grandeurs hydrauliques (viscosité, compressibilité, thermosiphon...), principes de transfert de chaleur (convection, conduction, rayonnement), notions liées à la filtration (colmatage, filtrat, suspension...), grandeurs et lois chimiques (loi de Henry, cristallisation, pH de l'eau...), caractéristiques des canalisations (pression, diamètre...).
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-
Olivier COSTE : Ingénieur ENSPG
INTRODUCTION
Cet article a pour but de rappeler certaines notions rencontrées fréquemment dans le domaine de la conception des systèmes fluides en eau. Nous tentons d'être le plus général possible, même si nous prenons la liberté de détailler certains aspects plutôt que d'autres. La littérature spécialisée comblera sans peine tout manquement ou imprécision dans ce présent article, et nombreux sont les renvois vers les articles plus spécialisés des Techniques de l'Ingénieur.
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Chimie
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4. Transferts thermiques et échangeurs
4.1 Capacité thermique
La capacité thermique massique (encore appelée capacité calorifique ou chaleur massique), est la quantité d'énergie qu'il faut apporter sous forme thermique pour élever la température d'une masse de 1 kg d'une substance de 1 oC (ou 1 K). Elle s'exprime en J · kg–1 · K–1.
HAUT DE PAGE4.2 Mode de transfert de chaleur
Il y a trois principaux modes de transferts de chaleur (voir figure 6) :
-
conduction : le flux de chaleur traverse le corps A, l'interface A B, et le corps B. Le flux est proportionnel à la conductivité thermique du matériau (pas de déplacement de matière) ;
-
convection : le flux de chaleur est transporté par la matière en déplacement. Ses mouvements sont dits de convection naturelle sous l'influence de variations de densité et du champ de pesanteur, ou de convection forcée si le fluide est mis en circulation par une pompe ou une différence de pression ;
-
rayonnement : le flux de chaleur est transporté sans déplacement de matière, sous forme d'ondes électromagnétiques (exemple : rayonnement solaire).
4.3 Échangeur de chaleur
Dans un échangeur de chaleur, on cherche en général à transférer un flux de chaleur Φ échangé (en W) entre un fluide chaud et un fluide froid séparés par une paroi qui peut être plane ou tubulaire. La chaleur est transférée par conduction et/ou convection au sein de chaque fluide, et par conduction au sein du matériau qui les sépare. Il peut également y avoir transfert par rayonnement si le niveau des températures dépasse 100 oC.
-
Disposition des échangeurs dans un réseau
-
En série : dans le cas où l'échangeur est constamment en fonction :
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puissance échangée faible (faible ΔT ) ;
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quand la température d'entrée du...
-
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Transferts thermiques et échangeurs
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PADET (J.) - Échangeurs thermiques. Méthodes globales de calcul. - Masson (1997).
-
(2) - EYGLUNENT (B.) - Thermique théorique et pratique à l'usage de l'ingénieur. - Hermès (2000).
-
(3) - BEAUDRY (J.P.), ROLLAND (J.C.) - Mécanique des fluides appliquée. - Berger (2009).
-
(4) - BOUVENOT (A.) - Transferts de chaleur. - Masson (1999).
-
(5) - DORLOT (J.M.), BAILON (J.P.), MASOUNAVE (J.) - Des matériaux. - Éditions de l'école polytechnique (1999).
-
(6) - Introduction à la corrosion. - Cetim.
-
(7) - FAYEULLE (J.P.) - Les...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Composants de tuyauterie. Termes et définitions - NF E29-011 - 07-06
-
Tuyauteries DN-ISOPN. Définitions et gammes normalisées - NF EN ISO 6708 - 12-95
-
Composants de réseaux de tuyauteries. Définition et sélection des DN (diamètre nominal). Indice de classement E 29-001 - EN ISO 6708 - 12-95
-
Brides et leurs assemblages. Composants de réseaux de tuyauteries. Définition et sélection des PN. Indice de classement E29-000 - NF EN 1333 - 06-06
-
Échangeurs thermiques. Terminologie. Indice de classement E38-320 - NF EN 247 - 12-97
ANNEXES
http://www.spiraxsarco.com/fr/global/corporate_search.asp
http://www.swagelok.com.fr/vannes/selectionnez_la_bonne_vanne_votre_application.htm
https://savinobarbera.com/?lang=en
http://www.azprocede.fr/Cours_GC/index.html
http://pagesperso-orange.fr/bernard.pironin/aquatech/caract-phy.htm
http://www.edgb2b.com/Composants_hydrauliques-1000036-fr-rubrique.html
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