Un tube d’acier de diamètre intérieur Di=27mm et de diamètre extérieur De=42mm transporte de la vapeur d’eau surchauffée à 120°C. L’air extérieur est à 15 °C.
1°) Calculer en W les pertes thermiques pour un mètre de tube non calorifugé.
2°) Calculer la baisse de température de la vapeur sur un mètre si le débit massique de vapeur est 150 kg.h-1.
3°) On limite les pertes thermique avec un calorifuge de conductibilité thermique λcalorifuge=0.05 W.m-1.°C-1 et de 5cm d’épaisseur. Calculer les résistances thermiques par convection à l’intérieur du tube, par conduction à travers la paroi du tube, par conduction à travers le calorifuge, et par convection à l’extérieur du calorifuge.
4°) D’après les résistances calculées en 3°), déterminer les pertes thermiques en W pour un mètre de tube.
5°) Calculer la température extérieure du calorifuge.
6°) Calculer la baisse de température de la vapeur sur un mètre de tube calorifugé (débit 150 kg.h-1).
λacier=40 W.m-1.°C-1, coefficient d’échange vapeur-intérieur du tube hi=40 W.m-2.°C-1, coefficient d’échange air-extérieur du tube he=10 W.m-2.°C-1, coefficient d’échange air-calorifuge h’e=3 W.m-2.°C-1.
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