Température caloduc en régime permanent

[invitef86138f5]

Bonjour,

Je commence actuellement à étudier des thermosiphons diphasiques, c'est à dire des caloducs dépourvus de capillaires et utilisant uniquement la gravité pour assurer le retour du condensat vers l'évaporateur.

Les question que je me pose est: comment peut on estimer la température de fonctionnement d'un tel système en régime permanent, sachant que le flux transporté dépendra justement de cette température ?

Imaginons que nous avons d'une part l'évaporateur et d'autre part le condenseur. Nous connaissant la température d'entrée des fluides chauds et froids, ainsi que les débits de chacun des fluides. On peut donc estimer le flux max échangeable connaissant le fluide limitant. Si on fixe l'efficacité de l'échange, on peut estimer la température de sortie des deux fluides. Ainsi, on a borné la température de fonctionnement du caloduc.

Merci d'avance pour vos contributions
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[azizovsky]

Salut , c'est le principe du fonctionnement de http://www.youtube.com/watch?v=9KBEwHTTe4I et http://www.energiedouce.com/capteur-...on-9-bars.html .

[invite2313209787891133]

Un peu léger comme explication

En réalité dans un caloduc il n'y a presque pas de différence de température, il s'agit essentiellement d'un changement d'état. L'échange est limité par le contact avec le fluide à chauffer et le fluide chauffant.

[azizovsky]

Salut , il a mentionné le capillaire (colporteur= caloduc pour lui ), diphasé ...., au moins , il a une idée de génie ,déja en application .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef86138f5]

bonjour merci pour la réponse, mais tout ça je le sais déjà ^^

En fait, je parlais de delta T entre la température des sources et de la température du changement d'état, qui nous permet de la sorte de calculer la chaleur latente de vaporisation à la pression de saturation.

[invite2313209787891133]

La chaleur latente change assez peu ; généralement dans les caloducs on utilise de l'acétone. Si tu regarde la variation de chaleur latente entre par exemple 20 et 70°C tu verra peu de différence.

[invitef86138f5]

Effectivement on peut supposer dans un premier temps des chaleurs latentes constantes ainsi qu'une transfo isotherme. Mais dans le but de tendre vers un modèle réel orienté dimensionnement, il me faut être plus précis. Une des grandes raison d'estimer la tempé est d'en déduire la pression de service pour choix du matériau et du fluide, charge à introduire, aspect régulation ... Et surtout car je ne vois pas du tout comment calculer cette température et que ça m'énerve

[invitef86138f5]

Pour clarifier un peu plus mon problème, j'ai du mal à visualiser qui impose quoi et pourquoi ^^

[invite2313209787891133]

Le fluide dans le caloduc est toujours à se pression de vapeur saturante.

Du coté "chaud" du caloduc on a un certain flux de chaleur transféré (en watts). Coté froid on a une surface et un coefficient d'échange, qui impose un certain delta de température connaissant le flux transféré. Il n'y a plus qu'à rechercher la chaleur latente correspondant à cette température (par exemple si il s'agit d'acétone sur cette courbe : http://ars.els-cdn.com/content/image...000936-gr7.gif) si on veux connaitre les débits de matière dans le caloduc.

[invitef86138f5]

OK, mais côté chaud, le flux transféré va dépendre aussi de la surface et du delta T entre la source et le caloduc. Et puis le delta T n'est pas constant sur toute la longueur de l'échangeur, il faut donc connaître la température de sortie du fluide ( connue donc si on connaît le flux transporté) et éventuellement utiliser un DTLM.

Mais c'est le serpent qui se mord la queue

[invite2313209787891133]

Tout dépend de ce qui cède l’énergie coté chaud. Si il s'agit d'un autre fluide alors la Dt va avoir une influence, si il s'agit d'un capteur solaire celle ci n'en a quasiment pas.
Dans tous les cas le problème reste identique : Tu as un Dt entre le coté chaud et le coté froid, tu peux qualifier les échanges à chaque interface, il suffit alors de faire la somme des résistances thermiques pour connaitre le flux transféré.

Je prend des chiffres au hasard, mais par exemple si d'un coté on a de l'eau à 80°C, de l'autre de l'eau à 20°C.
L'interface eau froide/échangeur a un coefficient d'échange de 500W/m².°C (valeur indicative bien sur, tout dépend de la vitesse de l'eau)
à travers le métal de l'échangeur on a un coefficient de 10 000 W/m².°C
à l'interface vapeur qui se condense/métal : 5 000W/m².°C
à l'interface liquide en ébullition/métal : 5000
à travers le métal du tube :10 000
à l'interface eau chaude/métal : 400
On transforme ces valeurs en résistances thermiques, on fait la somme, et on a une valeur globale.

[invitef86138f5]

Bonjour,
Merci je vais chercher à creuser du côté des résistances thermiques. Cela pourrait en fait se rapprocher du problème du mur qui joue un rôle de pont thermique, sauf que dans notre cas on a en théorie pas de gradient de température tout au long de l'échangeur. La seule différence est que les sources ne sont pas parfaites, et une méthode NUT permettrait d'évaluer l'échange de chaleur.

A méditer

[invite2313209787891133]

Tu as un gradient entre la source chaude et la source froide, sinon il n'y aurait pas d'échange. 0 travers le métal et dans le caloduc la gradient est très faible en effet ; d'ailleurs ma petite explication avait pour but de te le faire découvrir par le calcul.