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Titre:	Contribution à la compréhension des problèmes induits par les vibrations dans les échangeurs de chaleur de l\'industrie pétrolière
Auteur(s):	malki, faiza
Date de publication:	2025
Editeur:	Université de BOUIRA جامعة البويرة
Référence bibliographique:	L’interaction fluide-structure analyse les réponses vibratoires des structures soumises à des écoulements fluides. Dans les échangeurs de chaleur, ces vibrations peuvent induire des phénomènes de fatigue, une dégradation des performances et des défaillances prématurées. L’évaluation rigoureuse de ces phénomènes est essentielle pour optimiser la conception et la maintenance, assurer la fiabilité et préserver l’intégrité des équipements industriels. Les structures tubulaires subissent des vibrations dues au détachement des tourbillons, qui peuvent être amplifiées en résonance avec leur fréquence propre, risquant des dommages. Ce travail vise à étudier les forces fluides sur une structure tubulaire en flux transversal, en évaluant le risque de vibrations liées aux turbulences et à l’excitation tourbillonnaire, pour identifier la rangée la plus vulnérable en tenant compte des modes supérieurs et des amplitudes maximales. Dans ce contexte, les fréquences propres du tube, respectivement de 36,993 Hz en l’absence de fluide et de 36,927 Hz en conditions opérationnelles extrêmes, sont susceptibles d’engendrer des vibrations associées à l’instabilité fluide-élastique couplée. Le paramètre d’interaction, évalué à une valeur faible de 0,0608, caractérise la marge de sécurité entre les forces hydrodynamiques exercées et la résistance mécanique de la structure. Par ailleurs, la vitesse critique d’écoulement, déterminée à 734,412 cm/s, constitue le seuil à partir duquel ces phénomènes d’instabilité peuvent se manifester significativement. Le logiciel Good Vibration, sous licence pour SONATRACH à Arzew, a été utilisé pour analyser les amplitudes vibratoires dues aux variations de fréquence d’excitation. Pour un échangeur tubulaire existant, toutes les données spécifiques ont été intégrées afin de simuler des profils d’amplitude en testant des fréquences d’excitation inférieures et supérieures à celles propres au tube. La simulation révèle que les amplitudes de vibration restent faibles pour des fréquences d’excitation inférieures à la fréquence naturelle du tube, limitant les risques mécaniques. Lorsque l’amplitude dépasse la moitié de l’espacement inter-tubes, des collisions peuvent survenir. Pour des fréquences égales ou supérieures au double de la fréquence naturelle, un profil harmonique favorable apparaît, générant une turbulence bénéfique qui améliore les performances de l’échangeur en limitant l’encrassement et en augmentant sa durabilité. Pour les fréquences étudiées, la valeur supérieure à 120 Hz peut avoir un impact de dangerosité de 117,6 %. Nous pourrions conclure que le programme Good Vibrations est très efficace pour évaluer l'influence des forces externes et mécaniques donnant des fréquences de vortex dans les échangeurs de chaleur et analyser leur impact direct sur le bon fonctionnement de cet équipement essentiel dans l'industrie pétrolière.
URI/URL:	http://dspace.univ-bouira.dz:8080/jspui/handle/123456789/19099
Collection(s) :	Faculté des Sciences et des Sciences Appliquées

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