Coefficient de convection thermique

[invite843f1319]

bonjour à tous,
je suis sur le point de calculer le bilan thermique d'un réservoir de stockage de bitume pure:
diamètre intérieur:13 m
hauteur bac: 14m
hauteur fluide: 13.7m
toit conique pente 10%(5,71°)
le bitume stocké est chauffé par un serpentin à 3 étage DN65 avec un débit de 26,66m3/h dans chaque étage
caractéristiques bitume stocké:
température entré 140°C
densité à 140°c 980kg/m3 967kg/m3 à 150°C
température de stockage 150°c
capacité thermqie massique: 2090J/kg.°C
volume total stocké 1835 tonnes
viscosité dynamique 0.25 Pa.s à 140°C et 0.165 Pa.s à 150 °C
conductivité thermique 0.163 W/m.°C
dilatation cubique: 0.00066 /°C
propriété huile thermique:
température d'entré 240°C
densité 880kg/m3 à 240°C
viscosité dynamique: 0.00035 Pa.s
capacité thermique massique: 2148 J/kg.°C à 240°C
conductivité thermique : 0.113 W/m.°C
milieu extérieur température 5°C
problématique:
- calcul coefficient de transfert thermique du bitume
- calculer la puissance nécessaire pour augmenter la température de 140°C à 150°C
- définir la longueur nécessaire du serpentin 3 étage identique
- calcul de la température de sortie de l'huile thermique
- calcul des déperdition thermique totale a travers le fond le toit et la virole
- calcul de la température d'air au dessus de du bitume à 150°C et sous le toit
- calcul de la puissance nécessaire pour le chauffage de bitume de 140°C à 150°C en tenant compte de tous les pertes
- l'équation de la variation de la température de l'huile thermique à l'intérieur du serpentin en fonction de la distance parcourue
- le temps nécessaire pour le chauffage de toute la quantité de bitume stocké dans le réservoirs 1835 tonnes
pourrait quelqu'un me faire un coup de main de résoudre ce problème sachant que j'ai pas trouvé la formule nécessaire de la température de sortie de l'huile thermique et la formule de calcul de coefficient de convection dans le bitume pur
merci d'avance à tous ce qui peut m'aider
-----

[invite843f1319]

Bonjour à tous,
Aucun n'a une réponse????

[invite2313209787891133]

Bonjour

je pense que plusieurs personnes sont susceptibles de répondre (dont moi), mais il faut comprendre que ce forum n'est ni une machine à résoudre les exercices d'étudiants, ni un cabinet d'ingénierie gratuit.
Pour commencer ce serait bien de faire un petit schéma pour clarifier la demande, puis de poser des questions sur les points que tu n'arrive pas à résoudre par toi même.

[invite843f1319]

bonjour,
je vous remercie pour la réponse, en faite la culture et la science est plus forte et importante que les boites d’ingénierie et l'échange d'information et la communication entre les gens c'est plus importante que le sujet lui même. En faite moi je veux élaborer un model de calcul de bilan thermique d'un réservoir chauffé par l'huile thermique.
d'abord j'ai une quantité de bitume stocké dans le réservoir mentionné dans la première proposition soit 1835 tonnes dont les caractéristiques sont mentionné . je veux savoir:
- la température de sortie de l'huile après passage dans le réservoir pour une température d'entré=240°C
- et le temps nécessaire pour élever la température du bitume stocké de 140 °C à 150°C pour un débit de 80m3/h d'huile thermique
j'ai trouvé pas mal de formule empiriques mais j'arrive pas à un model exact
je vos remercie encore une autre fois pour votre écoute.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite843f1319]

ce ci est un schéma du model

[invite843f1319]

Pièce jointe 185809
ce ci est un schéma du model

[Sanglo]

Bonjour,

un serpentin à 3 étage DN65 avec un débit de 26,66m3/h dans chaque étage

En fouillant dans mes souvenirs d'étudiant (ce qui ne date pas d'hier) il me semble me souvenir qu'il serait nécessaire de connaître la surface d'échange entre les serpentins et le produit.
Pour ceux qui voudraient s'attaquer au problème, peut-être faudrait-il connaître aussi le type d'isolation du réservoir car vu la surface de contact une température extérieure de 10° ne doit pas être sans influence sur le temps de chauffage.

Cordialement.

[invite843f1319]

bonjour,
oui c vrai en faite le bac est calorifugé avec du laine de verre dont le coefficient de transfert est de 0.041 w/m.°C et épaisseur 100mm et la virole avec une épaisseur moyenne de 7mm en acier soit 54w/m.°C
Best regards

[Sanglo]

Re,
Je ne suis pas en mesure de répondre à tes attentes car pour ça, il faudrait que je ressorte mes cours d'il y a 40 ans et que je m'y replonge et pour ça je manque de temps (en hiver peut-être ...) mais aurais-tu le diamètre des serpentins et leur longueur.
Ca permettrait déjà de calculer la surface d'échange.

Cordialement.

[invite843f1319]

bonsoir,
mais la longueur du serpentin est aussi à calculerdonc elle est inconnue pour le moment

[invite843f1319]

bonjour,
pas de réponse??

[Sanglo]

Bonjour,

J'ai été absent deux semaines et je suis étonné que tu n'aie pas reçu de réponse.
As-tu fait des recherches sur le net ?

De mon côté, j'ai trouvé ceci:
http://bffrance.com/index.php?option...mid=39&lang=fr
http://www.hellopro.fr/chauffage-de-...3-produit.html

Je ne sais si ça peux t'aider mais rien ne t'empêche de prendre contact et d'exposer ton problème.

Cordialement.

[invite2313209787891133]

Bonjour,

J'ai été absent deux semaines et je suis étonné que tu n'aie pas reçu de réponse.

Bonjour

Le problème c'est que ça représente un travail important ; rien que pour le calcul des déperditions il faut compiler les données climatiques et la nature du sol et de la dalle.
Je pense que le plus simple serait de faire des mesures sur l'existant et d'extrapoler. Par exemple si l'huile entre à 240°C et sort à 230°C une fois le bitume à température on connait directement les déperditions associées à un certain delta de température avec l'extérieur.
Connaissant cette relation le reste est beaucoup plus facile à déterminer.

En ce qui concerne les coefficients d'échange je vais les calculer dès que j'ai un moment. Sur l'huile il doit y avoir une erreur sur la valeur de viscosité.

[Sanglo]

Bonjour Dudulle,

Je suis bien conscient que c'est un gros travail pour cette application mais je pense que nasre a besoin de pistes pour démarrer.
Je ne suis pas dans mon domaine et j'ai tenté de lui donner une idée.
Si tu peux lui en donner d'autres, c'est très bien.

Cordialement.

[invitea9693a20]

bonjour à tous,
je me suis permis de rouvrir cette discussion parce que je n'ai rien trouvé de plus pratique pour expliquer aux demandeurs le phénomène de chauffage de bitume.

c'est une application très riche en démonstration thermodynamique appliquée

Calcule de bilan thermique d'un réservoir de stockage de bitume pure:




diamètre intérieur:13 m
hauteur bac: 14m
hauteur fluide: 13.7m
toit conique pente 10%(5,71°)
le bitume stocké est chauffé par un serpentin à 3 étage DN65 avec un débit de 26,66m3/h dans chaque étage
caractéristiques bitume stocké:
température entré 140°C
densité à 140°c 980kg/m3 967kg/m3 à 150°C
température de stockage 150°c
capacité thermqie massique: 2090J/kg.°C
volume total stocké 1835 tonnes
viscosité dynamique 0.25 Pa.s à 140°C et 0.165 Pa.s à 150 °C
conductivité thermique 0.163 W/m.°C
dilatation cubique: 0.00066 /°C
propriété huile thermique:
température d'entré 240°C
densité 880kg/m3 à 240°C
viscosité dynamique: 0.00035 Pa.s
capacité thermique massique: 2148 J/kg.°C à 240°C
conductivité thermique : 0.113 W/m.°C
milieu extérieur température 5°C
problématique:

- calculer la puissance nécessaire pour augmenter la température de 140°C à 150°C
- calcul coefficient de transfert thermique du bitume
- définir la longueur nécessaire du serpentin 3 étage identique
- calcul de la température de sortie de l'huile thermique
- calcul des déperdition thermique totale a travers le fond le toit et la virole
- calcul de la température d'air au dessus de du bitume à 150°C et sous le toit
- calcul de la puissance nécessaire pour le chauffage de bitume de 140°C à 150°C en tenant compte de tous les pertes
- l'équation de la variation de la température de l'huile thermique à l'intérieur du serpentin en fonction de la distance parcourue
- le temps nécessaire pour le chauffage de toute la quantité de bitume stocké dans le réservoirs 1835 tonnes

J'ai suivi l'ancienne conversation de 2012 http://forums.futura-sciences.com/te...thermique.html et j'ai vu le niveau des réponses du genre ( je dois revoir mes cours , revoir mes archives ou en écrivant que le forum n'est pas un bureau d’étude ...etc) tout cela n'a pas de sens.
soit vous répondez soit vous commentez ou demandez des explications, si vous étés trop fort pour cet exercice laisse une chance aux plus faibles.

merci d'avance .

et comme on dit l'exercice fait le maître

[JPL]

Fusion de deux discussions.

[Boumako]

Bonjour

Je ne comprend pas très bien le sens de ton message : Tu commences par dire que tu vas expliquer comment résoudre ce type de problème, mais tu n'apportes aucune réponse et ne fait qu'un copié/collé d'un ancien message.

[invitea9693a20]

Si on commence par la puissance nécessaire pour chauffer les 1835 Tonnes jusqu'aux 150°C .
avec une chaleur massique c= 2090 J/kg.°C
Et une masse m=1835000 kg
et un ΔT =150-140=10°C
ΔQ=m.c.ΔT = 1835000 x 10 x 2090 = 38351500000 Joule = 9160098.4045094 kcal = 10653194.444444 Wh.

La suite va venir.

[invitea9693a20]

Aidez moi à le résoudre,
merci.

[invitea9693a20]

Bonjour

Je ne comprend pas très bien le sens de ton message : Tu commences par dire que tu vas expliquer comment résoudre ce type de problème, mais tu n'apportes aucune réponse et ne fait qu'un copié/collé d'un ancien message.

essayez de m'aider.

[Phil27]

Bonsoir,
Un calcul en Wh, c'est de l'énergie...Pas une puissance !

Sinon, il faut faire un bilan et en stationnaire çà se résume en : Bilan de ...
De tous les apports énergétiques... - étude du serpentin... voir échangeurs thermiques
De toutes les pertes... (nécessite de connaître les matériaux d'isolations, les épaisseurs, convections intérieures et extérieures, éventuellement les rayonnements extérieurs...)
Donc :
1 définir les échanges
2 les quantifier

A plus,
Phil27

[invite326ca8e4]

bonjour 1er poste sur le forum
je travaille pour un bureau d’étude, je fait la note de calcul en se moment
donc les étapes pour résoudre le problème:
1. bilan thermique des pertes
a. perte par le toit
b. perte par les paroi vertical du réservoir (en appel sa les virole )
c. perte par le sol
2. puissance de chauffage lorsque le bitume refroidie (sa tu la déjà fait plus haut)

3.calcule du coefficient d’échange entre huile et le bitume.
en suite tu fait:
puissance apporté par l'huile= puissance de chauffage+perte
de la tu tire la longueur
si ta des questions je détaille un peu plus

[Boumako]

En réalité ce problème a déjà été traité sur un autre fil : http://forums.futura-sciences.com/te...de-bitume.html