Ecahnge thermique dans une canalisation enterrée

[invite24651c7f]

Bonjour,

j'ai besoin de quantifier la diminution de température dans une canalisations enfouie à environ 70-80 cm, d'un débit d'eau Q=160 m3/h.
j'ai fait un premier calcul (grâce à un tableur Excel), mais je suis un peu "mécontent" de mon résultat, je souhaiterais savoir si mon calcul et par conséquence mon résultat sont corrects, les données de bases sont:

Canalisations:
Nbres= 2,
diamètre interne :200 mm,
épaisseur tuyau : 8 mm,
Tuyau en PVC: conductivité thermique 0,19 W/m/°C (?),
Longueur tuyau : 5000 m.

Eau:
Débit: 160 m3/h,
T°C d'entrée : 28°C.


J'ai supposé le sol à 20°C maximum à 70-80cm de profondeur, est ce correct?

Ma méthode de calcul:
DTLM ='Phi' / (K*S)

1/K = 1/ h_eau + e_tuyau / Conductivité tuyau.

h_eau = 1 607,
grâce à la formule de Nu= 0,0225*Re^.8*Pr^0.4,
et h_eau = Nu*conductivité /Diamètre.

Au final je trouve une température de sortie de fluide, après mes 5km de tuyaux , de 26,46°C.
Cela me parait peu (j'aurais préférer un plus grand refroidissement !!)

Est ce correct existe il une méthode plus correcte?

Merci d'avance pour vos réponses.
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[invite2313209787891133]

Bonjour

La température du sol à 80cm de profondeur est très variable; elle va osciller de 20°C en été à 5°C en hiver environ (à hauteur de Paris).
La déperdition de chaleur dépend donc de la température du sol, mais aussi de la nature de ce dernier:
Avec un sol argileux ton tube de PVC va dissiper environ 3.3W par mètre de longueur et par degré de différence avec la température du sol. L'argile est ce qui isole le plus.
Avec un sol sablonneux et humide la déperdition est maximale; le tube va dissiper environ 4.6W par mètre et par degré.

Si je prend un sol argileux avec une température du sol à 20°C tu perd environ 0.8°C
Avec un sol sablonneux, une température de sol à 5°C tu perd environ 3.2°C.

[invitedd657576]

Il faut faire intervenir le débit non ?
ça me semble nécessaire.
J'ai pas tout compris mais je pourrai sans doute t'aider dans 1 ou 2 semaines car j'ai eu mon 1er cours de transferts thermiques ce matin !

[invite2313209787891133]

Le débit n'intervient pas dans le coefficient de transfert (il s'exprime en W/m.°C) par contre il intervient dans la température finale; plus le débit est important est moins le fluide descend en température.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebf0aff65]

Bonjour !!!

Je dois étudier le même genre de problème sauf que dans mon cas, la température d'entrée de l'eau est de 10°C dans des canalisations de DN65, débit de 15 m3/h
et la longueur de la canalisation est de 600m.
je dois calculer la température de sortie pour savoir si je dois calorifuger ou non la canalisation.

Dudulle, comment as-tu calculé les coefficient de transfert?

Merci d'avance pour votre aide...

[invite2313209787891133]

Bonjour

En gros les pertes d'une conduite enterrée sont inférieures de 10 à 40% par rapport aux pertes d'une conduite à l'air libre en convection naturelle.
Dans un sol argileux les pertes sont faibles, car l'argile fait office d'isolant. Dans le sable elles sont plus importantes.

Ces pertes sont aussi fonction de la profondeur; elles sont plus grandes si la conduite est enterrée profondément.

Les pertes sont aussi limitées par la nature de la conduite; je l'avais prise en compte pour la conduite de PVC, mais si il s'agit de métal on le néglige.

[invitebf0aff65]

Bonjour,

En fait mes canalisation seront enterrées à environ 60-80cm de profondeur...

Pourrais-tu me dire comment tu fais le calcul même dans le cas de l'air parce que je suis un peu perdu...
dans le pire des cas comme ça je serai si ça vaut le coup de calorifuger ou pas..

Merci