Aide sur convection forcée

[invite9ca23203]

Bonjour,

Je suis nouveau sur le forum, j'ai fais un peu le tour des sujets, mais n'ai pas réussi à trouver exactement ce que je cherchais, voila pourquoi je vous sollicite.

Je travaille actuellement sur un petit système permettant de chauffer de l'air par convection forcée. Mes connaissances en thermique sont assez primaires.

Pour vous expliquer: j'ai un flux d'air avec une température T1 en entrée de mon système, l'air passe dans une sorte de radiateur, ou la surface d'échange est connue en mm2 et la largeur des passages d'air aussi. Je connais la vitesse de mon flux d'air en m/s et souhaite une température T2 en sortie.

Ma question est, avec mes données, puis-je établir une relation afin de connaitre la température à laquelle doit être mon radiateur pour arriver à T2?

Si vous avez besoin de plus de données ou des schémas, hésitez pas à me demander.

Merci d'avance pour vos réponses.

Cordialement.
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[Boumako]

Bonjour

Connaissant la vitesse de passage et l'écartement et la longueur des passage c'est assez simple à calculer. Pourrais tu donner des valeurs de dimension ?

[invite9ca23203]

Bonjour,

Merci pour ta réponse rapide.

Pour les données : T1=5°C T2voulue= 20°C
Vitesse du flux d'air=3,25 m/s
Dans mon système, l'air passera dans 83 "chambres" de 2mm de large, 30mm de long sur 15mm de haut (je rajoute la hauteur si besoin).

Voilà, si il te faut autre choses hésite pas.

Avec la formule, pourrais tu me donner quelques explications ou si tu as un cours ou document qui résume ça?

Ca me permettra aussi d'apprendre.

Bonne journée.

Cordialement.

[Boumako]

Bonjour

Un petit schéma ou des précisions ne serait pas de refus pour être sur que l'on parle bien de la même chose. Est ce que ces "chambres" sont en parallèle ? L'air passe bien dans une section de 2*15mm sur un trajet de 30mm ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9ca23203]

Bonsoir,

CI-joint un petit schémas pour confirmer, mais oui on parle bien de la même chose.

L'air passe dans des sections de 2x15mm sur une longueur de 30mm.

Hésite pas si il faut autre choses.

Cordialement.

[Boumako]

Pour commencer il faut calculer le nombre de Reynolds ; cette valeur permet de connaitre le type d'écoulement entre les parois.
Re = v * dh /
v = vitesse en m/s (3.25)
dh = diamètre hydraulique en m, dans le cas ici présent on prend l'espace entre les 2 plaques * 2 (0.004)
= viscosité en m².s (16*10-6)

On trouve Re = 813. Si Re < 2000 alors on est en écoulement laminaire.

On utilise ensuite une formule spécifique pour ce cas de figure (Re < 2000 et convection entre plaques) qui permet de déterminer le coefficient d'échange.
Je ne suis pas très doué avec Latex, donc si tu veux la démarche complète il faudra que je te le note sur une feuille à part.

La corrélation spécifique permet de calculer un d'échange d'environ 55 à 60W/m²K.
Pour chaque canal le débit d'air est égal à 3.25 * 0.002 * 0.015 = 9.75.10-5 m3/s, ou en massique 1,2.10-4 kg/s.

Pour réchauffer ce débit il faut 1,2.10-4 * 1000 = 0.12W. La puissance totale étant égale à 0.12*83= environ 10W

Pour céder ce flux d’énergie avec un coefficient de 60W/m²K et une surface de 2*0.03*0.015 = 9.10-4m² il faut une différence de température moyenne entre les parois et l'air de 0.12 / (9.10-4 * 60) = 2.2K

En simplifiant (et si je ne me suis pas trompé quelque part) on peut dire qu'il suffise que les parois soient à environ 22°C pour que tu puisse réchauffer l'air à 20°C

[invite9ca23203]

Bonsoir,

Un grand merci pour ta réponse. Comme mes connaissances sont un peu limités, j'ai un peu décroché après le nombre de Reynolds. J'ai repris ton message et lis quelques annotations en bleu pour avoir quelques détails complémentaires.

Pour commencer il faut calculer le nombre de Reynolds ; cette valeur permet de connaitre le type d'écoulement entre les parois.
Re = v * dh / v
v = vitesse en m/s (3.25)
dh = diamètre hydraulique en m, dans le cas ici présent on prend l'espace entre les 2 plaques * 2 (0.004) ==>ou puis-je trouver ces données?
v = viscosité en m².s (16*10-6)

On trouve Re = 813. Si Re < 2000 alors on est en écoulement laminaire.==>as-tu un tableau avec les différents échelons et correspondances?

On utilise ensuite une formule spécifique pour ce cas de figure (Re < 2000 et convection entre plaques) qui permet de déterminer le coefficient d'échange.
Je ne suis pas très doué avec Latex, donc si tu veux la démarche complète il faudra que je te le note sur une feuille à part.==>Si ça ne prend pas trop de temps à faire je veux bien, tout ce qui me permet d'apprendre je suis preneur.

La corrélation spécifique permet de calculer un d'échange d'environ 55 à 60W/m²K.Je pense en rapport la démarche dont tu parle au dessus?
Pour chaque canal le débit d'air est égal à 3.25 * 0.002 * 0.015 = 9.75.10-5 m3/s, ou en massique 1,2.10-4 kg/s.

Pour réchauffer ce débit il faut 1,2.10-4 * 1000==> *1000, ça viens d'une formule spécifique? = 0.12W. La puissance totale étant égale à 0.12*83= environ 10W

Pour céder ce flux d’énergie avec un coefficient de 60W/m²K et une surface de 2*0.03*0.015 = 9.10-4m² il faut une différence de température moyenne entre les parois et l'air de 0.12 / (9.10-4 * 60) = 2.2K ==> K correspond à des Kelvin ou des °C, sur ta phrase de conclusion la différence est de 2°C, c'est pour ça que je te demande.

En simplifiant (et si je ne me suis pas trompé quelque part) on peut dire qu'il suffise que les parois soient à environ 22°C pour que tu puisse réchauffer l'air à 20°C

Voila toute mes questions. Je te remercie pour tout le temps que tu me consacre.

Si un jour je peu te rendre l'appareil .

Bonne soirée.

Cordialement.