Coefficient de transfert thermique

[Chatta]

Bonjour,

Je voudrais avoir une liste pour le coefficient de transfert thermique m2°C pour air, gaz et vapeur dans les différentes températures pour le calcul du coefficient de transfert thermique global.

Merci bien
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[Newtonien]

Bonjour,

Vous parlez du coefficient de transfert global au travers d'une paroi de surface S ?
Pour la convection naturelle de l'air on prends généralement R=1/hS entre 0.1 et 0.2 m²K/w et pour la conduction R=e/uS où u est la conductivité thermique (environ 0.04 w/mK pour la laine de verre.)
Vous aurez un coefficient de transfert K=1/((1/hs)+(e/uS)) en w/K.

Si vous êtes sur un problème physique plus général vous pourrez déterminer h au moyen de h = Nusselt*u/L où Nu est calculé à partir de corrélations empiriques qui tiennent compte du régime d'écoulement et des propriétés du gaz (viscosité, conductivité, masse volumique, coef de dilatation.) L sera la longueur caractéristique de votre problème (diamètre d'un tube, d'une sphère etc.)

[Chatta]

Bonjour,

Vous parlez du coefficient de transfert global au travers d'une paroi de surface S ?
Pour la convection naturelle de l'air on prends généralement R=1/hS entre 0.1 et 0.2 m²K/w et pour la conduction R=e/uS où u est la conductivité thermique (environ 0.04 w/mK pour la laine de verre.)
Vous aurez un coefficient de transfert K=1/((1/hs)+(e/uS)) en w/K.

Si vous êtes sur un problème physique plus général vous pourrez déterminer h au moyen de h = Nusselt*u/L où Nu est calculé à partir de corrélations empiriques qui tiennent compte du régime d'écoulement et des propriétés du gaz (viscosité, conductivité, masse volumique, coef de dilatation.) L sera la longueur caractéristique de votre problème (diamètre d'un tube, d'une sphère etc.)

J'ai un problème dans le calcul du coefficient de transfert global pour un air injecté dans un échangeur et je dois le chauffer par la vapeur et je ne sais pas comment je peux le calculer, c'est pourquoi je demande s'il y a une liste pour déterminer le coefficient de transfert thermique sur les deux surfaces interne et externe. Pouvez-vous vous m'aider s'il vous plaît?

[Henrix]

Il faut partir de la conductivité thermique du matériau de l'échangeur.
Voir là--->: https://fr.wikipedia.org/wiki/Conduc...3%A9_thermique

[A voir en vidéo sur Futura]

[Newtonien]

Vous ne trouverez pas de "liste" de coefficients de convection dans des conditions spécifiques (ou alors ce sera très approximatif.)

Pour déterminer ce coefficient à l'intérieur du tube vous pourrez utiliser la corrélation de Dittus-Boettler en partant des données qui caractérisent les écoulements et les fluides considérés:

https://direns.mines-paristech.fr/Si...hangeursNN.pdf

En matière résistance à la conduction conduction au travers d'une paroi de tube il faudra tenir compte de sa nature cylindrique:

https://www.chimix.com/an10/sup10/flux.html

[Chatta]

Bonjour,

Vous parlez du coefficient de transfert global au travers d'une paroi de surface S ?
Pour la convection naturelle de l'air on prends généralement R=1/hS entre 0.1 et 0.2 m²K/w et pour la conduction R=e/uS où u est la conductivité thermique (environ 0.04 w/mK pour la laine de verre.)
Vous aurez un coefficient de transfert K=1/((1/hs)+(e/uS)) en w/K.

Si vous êtes sur un problème physique plus général vous pourrez déterminer h au moyen de h = Nusselt*u/L où Nu est calculé à partir de corrélations empiriques qui tiennent compte du régime d'écoulement et des propriétés du gaz (viscosité, conductivité, masse volumique, coef de dilatation.) L sera la longueur caractéristique de votre problème (diamètre d'un tube, d'une sphère etc.)

Quelle est la formule pour calculer Nusselt? Comment puis-je le calculer?

[Chatta]

Quelle est la formule pour calculer Nusselt? Comment puis-je le calculer?

Je voudrais également savoir la formule de Pr et j'ai trouvé sur Internet la formule Pr = Cpμ/k je voudrais savoir si cette formule est correcte et qu'est-ce que c'est μ ?

[Newtonien]

Il n'y a pas une formule analytique pour calculer le nombre de Nusselt mais des corrélations établies éxpérimentalement en laboratoire qui ne sont valable que dans certaines configurations:

-Nature de la convection (naturelle ou forcée au moyen d'une pompe par exemple.)
-Géométrie de l'écoulement (surface plane, dans un tube, perpendiculairement à un tube etc...)
-Régime d'écoulement (laminaire ou turbulent) caractérisé par le nombre de Reynolds.
-Prépondérance de la diffusion de quantité de mouvement sur la diffusion de chaleur caractérisée par le nombre de Prandtl.

La corrélation de Dittus-Boettler, par exemple, ne s'applique bien que pour un écoulement forcé turbulent (Reynolds>10000) dans un tube avec un fluide où prédomine la diffusion de quantité de mouvement par rapport à la diffusion de chaleur (0.6<Prandlt<160.)
Dans le cas d'un écoulement d'eau à 25°c, tuyauterie de diamètre D=0.05m, à 4m/s on a Reynolds=20000 environ, et Prandlt=7 donc la corrélation s'applique très bien.

Les formule du nombre Prandtl a été donnée par Chatta (μ est la viscosité dynamique du fluide à une température donnée et vaut 0.001Pas pour l'eau à 20°c.)

[Kondelec]

Je voudrais également savoir la formule de Pr et j'ai trouvé sur Internet la formule Pr = Cpμ/k je voudrais savoir si cette formule est correcte et qu'est-ce que c'est μ ?

µ est la viscosité dynamique.
Dans le cas de l'air on peut prendre Pr= 0.71

Tu as une liste des coefficients d'échanges typiques ici : https://www.engineeringtoolbox.com/o...ent-d_434.html
Pour affiner la valeur il faudrait préciser la nature de l'échangeur.

[Chatta]

µ est la viscosité dynamique.
Dans le cas de l'air on peut prendre Pr= 0.71

Tu as une liste des coefficients d'échanges typiques ici : https://www.engineeringtoolbox.com/o...ent-d_434.html
Pour affiner la valeur il faudrait préciser la nature de l'échangeur.

Quel est le Pr pour la vapeur?

[Kondelec]

Tu veux dire de vapeur d'eau ?
Surchauffée ou saturée qui se condense ?

[Chatta]

Tu veux dire de vapeur d'eau ?
Surchauffée ou saturée qui se condense ?

Vapeur d'eau surchauffée

[Kondelec]

La démarche est la même qu'avec de l'air

[Chatta]

La démarche est la même qu'avec de l'air

J'essaie de calculer le coefficient de transfert thermique global par le calcul du coefficient de la résistance thermique par la formule de l'épaisseur divisée par la conductivité thermique du matériau et ensuite je divise 1 par le résultat pour avoir le coefficient de transfert thermique global, est-ce que c'est correct?

[Newtonien]

J'essaie de calculer le coefficient de transfert thermique global par le calcul du coefficient de la résistance thermique par la formule de l'épaisseur divisée par la conductivité thermique du matériau et ensuite je divise 1 par le résultat pour avoir le coefficient de transfert thermique global, est-ce que c'est correct?

Il s'agit de la résistance thermique en conduction d'une paroi et non celle d'un tube... Votre formule n'est valable que pour des tube de très grands diamètres et de faible épaisseur.
Si ce n'est pas le cas il vous faut utiliser cette démarche que j'ai déjà mentionné: https://www.chimix.com/an10/sup10/flux.html

C'est totalement indépendant de la résistance thermique en convection.

[Kondelec]

J'essaie de calculer le coefficient de transfert thermique global par le calcul du coefficient de la résistance thermique par la formule de l'épaisseur divisée par la conductivité thermique du matériau et ensuite je divise 1 par le résultat pour avoir le coefficient de transfert thermique global, est-ce que c'est correct?

J'ai peut être mal compris, mais il faut calculer les coefficients d'échange à chaque interface, à travers la paroi, et déterminer le global (qui est l'inverse de la somme des inverses).
Pour apporter une réponse adaptée il faudrait préciser le type d'échangeur utilisé, ainsi que les débits et température d'entrée et sortie des 2 flux.