Pertes de chaleur dans une canalisation

[cedbont]

OK, je suis d'accord sur les bilans et les équations, mais il manque cependant (dans les bilans) l'énergie absorbée par la tranche d'épaisseur infinitésimale due à la chaleur donnée par les tranches d'abcisse x-dx et x+dx.

[aurel94]

Et comment calcule t-on le coeff d'échange ? Merci

PS : désolé mon niveau est faible en thermique

[FonKy-]

Hello, je n'ai pas encore regardé vos calculs, mais je trouve ca dangereux de se rapporter à des équations du niveau du supérieur certes, mais qui est surement simplifié et qui ne tient pas tout en compte.. Etant donné l'enjeu je ne saurai trop te conseiller de demander l'avis d'un spécialiste, cela dit il faut tout de meme remercier ceux qui t'aide à trouver ta solution et j'en ferai de meme pour verifier qu'il n'yest pas d'erreur.
Bien sur tout ceci n'est que ma propre opinion.

FonKy-

[mamono666]

je veux bien un eclairssicement:

pourquoi mettre une enceinte et donc ce placer tjrs à la pression de vapeur saturante...

que vaut la température de sortie finallement?

[Ciscoo]

Bonjour

si cela te dit, une étude/modélisation sur un échangeur tubulaire air/sol, autrement dit, un puits canadien, faite par David Amitrano à l'Université J. Fourier de grenoble, présentée sur le site suivant, avec influence du débit, du diamètre... :

http://pulligny38.free.fr/linotte/Di...s_canadien.pdf

Bonne journée.

[cedbont]

mamono666, c'est juste un énoncé qui représente la situation étudiée : air extérieur à température constante.

[mamono666]

ah ok,

et sinon ce coeff d'echange "a" de quoi dépend t-il?

[planck]

OK, je suis d'accord sur les bilans et les équations, mais il manque cependant (dans les bilans) l'énergie absorbée par la tranche d'épaisseur infinitésimale due à la chaleur donnée par les tranches d'abcisse x-dx et x+dx.

c'est parce qu'on suppose que la conductivité de l'eau est nulle, ce qui est justifié apparemment: http://fr.wikipedia.org/wiki/Conduct...mat.C3.A9riaux

FonKy, le risque est, à force de compliquer, de ne plus pouvoir le résoudre de façon analytique. De tte façon, rien que la loi de Fourier est une approximation, tout comme le fait de considérer que les échanges avec l'extérieur soit proportionnels à la différence de temp. et à la surface.

aurel, pour calculer le a, je vois rien d'autre qu'une mesure expérimentale.
tu fais différents essais, tu regardes la température, et tu regardes si la loi de variation que je t'ai donnée convient...
a priori il dépendrait du matériau, de l'épaisseur qu'on a négligée, et du temps atmosphérique (si le soleil tape dessus, la température descendra moins vite, et la température extérieure apparente différera peut être de la réelle)

bref, le mieux serait de faire des essais et des mesures...

[cedbont]

Oui, mais on apparente ici l'échange entre l'eau et la canalisation, puis de la canalistaion avec l'air comme une sorte de modèle de Newton. Or, l'air n'absorbe pas très facilement la chaleur (ceci est qualitatif), d'où...

[planck]

ds le modèle que je propose, c'est un peu comme si on considérait que ces deux phénomènes n'en formaient qu'un seul, que je (enfin, l'énoncé) modélise en loi linéaire.
parce que bon, je pense que ton tuyau va subir des variations de température, et en régime permanent, on aura une évolution parallèle de la température (par rapport à celle de l'eau)
bon il est vrai que la conduc thermique est supérieure... ça va probablement jouer... mais en tt les cas, c'est effectivement l'atmosphère qui jouera le rôle de thermostat je pense (si le soleil tape pas trop....)

mais comme dit, le mieux, c'est clairement de faire qqes essais, si c'est possible.
faut aussi voir à quelle précision on travaille, et le but de l'opération...

"Or, l'air n'absorbe pas très facilement la chaleur (ceci est qualitatif), d'où..."
le coefficient de diffusion est faible, ok, mais au niveau d'échange convectif, qu'en est-il?! en es tu en encore certain?? car c'est bien de cela dont il s'agit,
et tu as soufflé sur ta soupe trop chaude pour la refroidir, comme tout le monde!

[cedbont]

et tu as soufflé sur ta soupe trop chaude pour la refroidir, comme tout le monde!

Oui, mais ça n'a jamais marché (ma langue s'en souvient ).

mais comme dit, le mieux, c'est clairement de faire qqes essais, si c'est possible.
faut aussi voir à quelle précision on travaille, et le but de l'opération...

Oui exactement, je pense qu'après tout ce qu'on a dit, il est temps de passer à l'expérimentation et la modélisation, surtout dans un projet industriel sérieux !

[mamono666]

donc si "a" dépend de l'atmosphere qui l'entour: l'hypothese de l'enceinte qui suppose une atmosphere avec une pression saturante et à priori sans rayonnement, devrait etre replacé par un thermostat simplement, ce qui laisse l'hypothese du climat libre...mais ca ne change rien au calcul de tte facon (puisque a doit etre mesuré)

[aurel94]

mais comme dit, le mieux, c'est clairement de faire qqes essais, si c'est possible.
faut aussi voir à quelle précision on travaille, et le but de l'opération...

On va installer une cuve tampon pour nos effluents pour que nos rejets soient conformes, notamment en terme de température.
La règlementation impose une température des effluents à 30 °C pour le rejet dans le réseau urbain. En moyenne par jour, on oscille entre 29 et 35 °C grand max. Si la cuve tampon ne suffit pas pour réduire la température des effluents (en moyenne on est à 35 °C, mais on a des pcs à 60 °C), il va falloir installer un refroidisseur à 50000 €.

J'aimerais savoir, à partir de la problèmatique posée, combien de degrés seraent perdus par les effluents gràce à une canalisation en acier inox de 100 mètres (qui sera de toute façon installée pour le transport).

Une autre problèmatique pourrait être une simulation de la déperdition thermique dans la cuve mais ce serait encore plus compliqué.

L'idéal serait des essais mais la cuve sera installé et en fonctionement en février 2008.

PS : je peux transmettre des données supplémentaires si certains sont interessés

[cedbont]

Utilise la formule donnée par Planck :

Tu trouveras J sur internet et a par expérimentation.
Prends quand même de la marge.

[aurel94]

J'ai fait quelques calculs pour déterminer a :

1) Vitesse moyenne de l’écoulement : V=q/S = 2,12 m/s
q = débit (60m3/h)
S = section de passage (pi*D²/4 = 0,00785 m²)

2) Nombre de Reynolds : Re = ρ*V*D/µ = 212000
ρ = masse volumique de l’eau (1000 kg/m3 à 20 °C)
µ = viscosité dynamique de l’eau (0,001 Pa.s)
D = diamètre de la canalisation (0,1 m)

3) Nombre de Prandtl : Pr = µ*C/λ = 6,53
C = chaleur massique de l’eau (4180 J/(kg.K))
λ = conductivité thermique de l’eau (0,64 W/(m.K)

4) Nombre de Nusselt : Nu = 0,023*(Pr)^1/3*(Re)^0,8 = 784

5) Coefficient de transfert de chaleur : a = Nu* λ//D = 5023 W/(m2.K)

Qu'est-ce que vous en pensez ? Complétement ou ça tiens le route ?

Ensuite en appliquant la formule de Planck (message précédent)
 T = température extérieure (20 °C)
 Ts = température de l’eau à la sortie de la canalisation
 Te = température de l’eau à l’entrée de la canalisation (40 °C)

Je trouve une diminution de 17,8 °C ce qui me parait beaucoup. Que pensez-vous du résultat ? Merci