Présentation

Grâce à leurs puissants environnements de modélisation, les simulateurs comme Thermoptim permettent d’élaborer rapidement des modèles de systèmes énergétiques parfois très complexes.

Ils peuvent ainsi conduire à des gains de productivité considérables, mais à une condition, c’est d’être judicieusement utilisés, ce qui demande d’éviter un certain nombre de pièges que leur apparente facilité d’emploi peut masquer.

Pour tirer véritablement parti de leur potentiel, il faut prendre un certain nombre de précautions, ou, si l’on préfère, il faut adopter une bonne méthodologie de construction et de vérification des modèles. L’objet de cette note est de fournir aux utilisateurs de Thermoptim un certain nombre de recommandations basées sur l’expérience passée.

Nous donnons ici une série de trucs et astuces (qui sont par ailleurs expliqués dans les manuels de référence) dont la connaissance peut permettre de gagner beaucoup de temps lors de l’utilisation de Thermoptim.

Réfléchir avant de commencer la saisie

• bien comprendre le problème posé :
• quels résultats faut-il obtenir ?
• de quelles informations dispose-t-on ?
• quelles sont celles qui manquent ?
• quels composants thermodynamiques choisir ?
• selon quelle architecture globale ?
• quels sont les fluides de travail ?
• reformuler voire transformer l’énoncé initial
• feuille de papier ou tableau noir

Construire le modèle en plusieurs étapes

• construire le modèle en procédant par itérations :
• résoudre les différents sous-problèmes identifiés
• vérifier la cohérence des résultats obtenus (notamment les bilans de masse et d’énergie)
• construire si nécessaire des composants externes
• assembler le modèle complet
• vérifier sa validité
• documenter du mieux possible le modèle
• commencer par effectuer les calculs pas à pas, sans utiliser le moteur de recalcul automatique

Tester soigneusement le modèle avant de l’exploiter

• multiples risques d’erreur :
• erreurs de représentation de l’architecture globale
• erreurs de connexions des points aux transfos
• erreurs de paramétrage logique ou thermodynamique des composants
• tester avec un très grand soin le modèle :
• vérifier que sa structure est bonne
• vérifier que ses résultats sont cohérents
• comparer avec les ordres de grandeur mis en évidence lors des réflexions initiales
• diverses fonctionnalités à disposition des utilisateurs

Limitations de la propagation des noms des points et corps

• composants simples du noyau :
• mettent en jeu un seul fluide
• point d’entrée = point de sortie composant amont
• corps = corps composant amont
• exceptions :
• combustions, composants externes, mélangeurs, séparateurs
• nécessité d’entrer un corps différent en entrée et en sortie
• préciser les nom du point et du corps en sortie de mélangeur

Saisie du nom du corps pour une combustion

Saisie des noms du point et du corps en sortie de mélangeur

Paramétrage des combustion, compression ou détente

• combustion : séance S15
• compression ou détente : S11
• tome 2 du manuel de référence

• paramétrage des combustions
• paramétrage des compressions et détentes

Paramétrage des échangeurs de chaleur

• transfos échange : séance S10
• échangeurs : S18
• tome 2 du manuel de référence

• Paramétrage des transfos échange
• Paramétrage des échangeurs de chaleur

Renommage d’éléments d’un projet existant

• utiliser la fonction “Renommer” (Ctrl R)
• corps : Gestionnaire de corps (présenté plus loin)
• points et composants : éditeur de schémas

Gestionnaire de corps

Exemple d’utilisation du gestionnaire de corps

Remplacement du corps

Remplacement du corps

Recherche d’anomalies de modélisation

• éléments du simulateur absents de l’éditeur de schémas
• éléments de l’éditeur de schémas absents du simulateur
• points non reliés présents dans le simulateur
• corps non utilisés

Recherche d’anomalies de modélisation

Éditeur de gaz composés

• définition d’un nouveau gaz composé dans Thermoptim :
• soit donner, dans l’éditeur de schémas, un nom qui ne soit pas celui d’un gaz pur ou d’une vapeur
• soit entrer un nom dans le champ du corps de l’écran de point, puis taper sur Entrée

Affichage de la composition d’un gaz

Éditeur de gaz composés

Contrôle des pressions

• transfos échange isobares
• sélectionner l’option “Transfos échange isobares” dans l’écran des paramètres globaux (présenté plus loin)

• option isobare dans l’écran des transfos “échange”

  

Contrôle du débit

• diviseurs
• distribution du débit de la veine principale entre les branches proportionnellement aux facteurs de débit
• exception : diviseur à deux branches dont l’une à débit imposé et l’autre non
• transfos échange isobares
• sélectionner l’option “propagation du débit” dans l’écran des paramètres globaux
• sélectionner ou non l’option “débit imposé” dans l’écran des transfos

Contrôle du débit volumique et molaire

• sélectionner l’option “Afficher les débits volumiques et molaires” dans l’écran des paramètres globaux

Outils de diagnostic

• versions Standard et au-delà

Utilisation du recalcul automatique

• commencer par bien tester le modèle
• valider la propagation du débit
• recalculer en observant les valeurs du bilan
• si non stabilisation au bout de quelques itérations, vérifiez bien les débits et le paramétrage
• référez-vous au tome 2 du manuel de référence pour plus d’explications

Recalcul de sélections multiples

Fonctionnalités des sélections multiples

• F5 effectue un recalcul automatique dans le simulateur
• F6 met à jour l’écran de gestion des sélections multiples en chargeant la sélection courante de l’éditeur de schémas
• F7 recalcule les différents éléments dans la sélection
• F8 affiche ou masque sélectivement les valeurs des points sélectionnés

Calcul des bilans exergétiques

• ligne “Exporter des calculs exergétiques” dans le menu “Fichiers de résultats”
• température de l’environnement paramétrable

Affichage unités de débit et puissance

• liste déroulante en bas à droite de l’écran du simulateur

Écran des paramètres globaux

Accès à la documentation par lien hypertexte