Transfert de chaleur à un fluide

Cette séance traite de la thermodynamique du transfert de chaleur à un fluide.

Les composants permettant de transférer de la chaleur à un fluide sont tous du même type : ils reçoivent en entrée un seul fluide, qui en ressort à une température différente. Dans la plupart des cas, on fera l’hypothèse que la pression de sortie est égale à la pression d’entrée. Si l’on veut affiner l’analyse, on peut considérer qu’il y a une petite baisse de pression due aux “pertes de charge”, mais elle peut être négligée en première approximation.

Il en résulte que l’évolution de référence est l’isobare.

Les organes dans lesquels les transferts de chaleur prennent place étant fixes, le travail utile mis en jeu est nul. Par ailleurs, à l’entrée et à la sortie de ces composants, les vitesses des fluides sont toujours relativement faibles, de telle sorte que les énergies cinétiques sont négligeables.

Dans ces conditions l’écriture du premier principe se résume pour les échangeurs à : Δh = Q

Calculer la chaleur mise en jeu dans ces composants consistera donc à déterminer la variation d’enthalpie du fluide qui les traverse.

Le calcul d’un transfert de chaleur étant très simple, nous énoncerons directement les deux séquences de règles de calcul correspondant au calcul lorsque le point aval est connu, et au calcul lorsque la quantité de chaleur échangée est connue.

Référence cours :

• “Composants technologiques / Échange de chaleur”

Pour suivre la présentation, passez à l’étape suivante.

• cours Transfert de chaleur à un fluide (pdf, 29 Ko)

(Séance réalisée le 22/02/05 par Renaud Gicquel)

SRC d’un transfert de chaleur (T₂ connu)

• calculer l’enthalpie d’entrée : h₁(P₁, T₁)
• calculer l’enthalpie de sortie : h₂(P₂, T₂)
• calculer l’accroissement d’enthalpie : Δh = h₂ - h₁
• calculer la chaleur mise en jeu : Q = m Δh

SRC d’un transfert de chaleur (Q connu)

• calculer l’enthalpie d’entrée : h₁(P₁, T₁)
• calculer l’accroissement d’enthalpie : Δh = Q/m
• calculer : h₂ = h₁(P₁, T₁) + Δh
• inverser en T₂ : h(P₂, T₂) = h2

Échange de chaleur

Transfert de chaleur à un fluide

Cette séance traite de la thermodynamique du transfert de chaleur à un fluide.

Elle a permis de montrer que les composants permettant de transférer de la chaleur à un fluide sont généralement isobares, et sont parcourus par un seul fluide, qui en ressort à une température différente.

Dans la séance S13, nous montrerons comment deux transformations “échange”, l’une qui représente un fluide qui s’échauffe, et l’autre un fluide qui se refroidit, peuvent être couplées pour former un échangeur de chaleur.