Refroidissement d'un fluide dans un cylindre

[spedoman]

Bonjour, je suis nouveau dans ce forum et j'espère ne pas créer une nouvelle discussion inutilement. J'ai donc de la vapeur d'eau dont la température est maintenu à T1=400 degrés par un traceur dans un tuyau cylindrique de diamètre intérieur 0.63 mm et de diamètre extérieur 0.73 mm. Le tuyau est exposé à de l'air (température extérieur de T2=20 °C). Je cherche à calculer le flux d'énergie qui est cédé par la vapeur d'eau au système pendant une heure.
Je pensais utilisé la formule flux=h*S*(T2-T1). Avec h= 5W.m-2K-1 (coefficient pour l'air à l'extérieur du tuyau) et S la surface d'échange (le tuyau mesure 1,5 mètre). Mais on m'a dit que cela n'était pas juste car pour utiliser cette formule, il fallait utiliser la température de peau. Je me demande donc comment la calculer ou alors quelle formule utiliser pour résoudre mon problème. Merci par avance.
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[jason513]

Bonjour,
Pour calculer le flux il faut utiliser la formule suivante pour un tube cylindrique :

Ti température interne et Te température externe
Ou Rth est la résistance thermique du tube cylindrique :

hi=coefficient de convection à l’intérieur du tube
he=coefficient de convection à l’extérieur
L=longueur du tube
k=conductivité du tube
re et ri :rayon externe et interne
cordialement

[jason513]

je dois préciser que dans la formule précédente:
S représente la surface interne dans le premier terme:S=Si=2*pi*ri*L
et la surface externe dans le troisième terme:S=Se=2*pi*re*L

[spedoman]

Merci beaucoup, désolé pour le temps de réponse un peu long. Je vais essayer ça tout de suite.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2313209787891133]

Bonjour

Pour résoudre ce problème il faut surtout connaitre les conditions coté vapeur ; quelle est la pression et le débit de vapeur dans le tube ?

[spedoman]

La pression est de 3 Bars et le débit est d'environ 20L.h-1.

[spedoman]

Bonjour,
Tout d'abord merci à vous deux de vous intéresser à la question.
Alors là j'ai eu le temps de m'intéresser à la formule que vous me proposez. Je compare en même temps la valeur calculée par votre formule à une valeur donnée par un logiciel de simulation. L'ordre de valeur est le bon mais vu que la température change très fortement, ne faudrait-il pas réaliser une sorte d'intégrale car votre formule en tant que telle nécessite-t-elle pas que la température ne bouge peu?
Merci par avance,

Cordialement

[invite2313209787891133]

Bonjour

Désolé pour le délai de réponse, donc par le calcul je trouve un coefficient i,interne d'environ 200, puis 1800 quand la vapeur commence à se condenser.

[spedoman]

Bonjour,

Oui tout à fait c'est ce que j'ai trouvé à peu prêt dans les tableaux de références. Et pour l'air à l'extérieur c'est entre 10 et 20. Mais du coup vu qu'on envisage une condensation, c'est que la température varie énormément à l'intérieur et du coup comment peut-on intégrer cela dans la formule donnée précédemment s'il vous plait?

Merci