Echangeurs de chaleur

Abstract

Ce polycopié de cours et exercices de « Echangeur de chaleur » est destiné principalement aux étudiants de Master du filière génie mécanique (Mécanique Energétique, énérgie renouvlables, génie climatique……) ainsi ques les étudiants de Master en génie des procédés. Comme il peut être utilisé comme reference pour les ingénieurs du domaine génie énérgétique. Il a pour objectif d’apprendre à ces étudiants de maîtriser les calculs et le dimensionnement des différents types d’échangeurs de chaleur pour la réalisation d’un design optimal de l’appareil d’échange le plus convenable. Les échnageurs de chaleur sont des dispositifs largement utilisés dans les applications industrielles et domestiques qui impliquent l’échange d'énergie thermique (chimie, pétrochimie, sidérurgie, agroalimentaire, production d’énergie, chauffage, climatisation, etc.). Pour cela, il est nécessaire pour toute personne travaillant dans ces différents systèmes énérgétiques d’avoir une idée claire sur le fonctionnement et les charachtéristiques de ses appreils. Le document est réparti en cinq chapitres. Le premier chapitre présente le principe de fonctionnement et la classification des échangeurs de chaleur ainsi que les problèmes liés au fonctionnement. Le deuxième chapitre détaille le calcul du coéfficient d’échange global avec et sans changement de phase. Le chapitre trois concerne les différentes méthodes de calcul themique et létude des performances des échangeurs. Le quatrième chapitre présente la technologie des échangeurs de chaleur à tubes et calandre et l’application de la méthode Kern pour le dimmensionnement de ce type d’échangeurs. Et pour clôturer, le cinquième chapitre présente la méthode du pincement utlisée pour l’optimisation et l’intégration énergétique des flux de chaleur dans les réseaux d’échangeurs.