Dimensionnement d'un échangeur de chaleur air-air, à contre-courant

[suleyman]

Bonjour,

Je m'adresse à vous pour savoir comment effectuer le dimensionnement de ce type d'échangeur.
Voici ce que je sais. Pour commencer, on a une température d'entre de l'échangeur de 20 °C du fluide
chaud. On a une température de sortie du fluide chaud qui varie de 19 à 11 °C. On a une température
d'entrée du fluide froid de 10 °C. On a une température de sortie du fluide froid qui varie de 10 à 18 °C.
on a un débit de d'entrée du fluide chaud de 61 000 m³/h. Je dois déterminer la surface d'échange. Pourriez-vous m'aider .

Merdi d'avance
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[stefller]

Bonjour,

Il me semble qu'on peut considérer que c'est un échange exclusivement convectif. Par conséquent le transfert se traduit :
P = h x S x dT

P, la puissance thermique échangée en W
h, le coefficient de convection
S, la surface d'échange
dT, la différence de température entrée-sortie

[suleyman]

Bonjour,

Tout d'abord merci de votre réponse, qu'est-ce qu'un échange convectif ?

Voici ma démarche je dois choisir entre 3 profils de température, donc je calcul Cp du fluide chaud et je le compare avec Cp du fluide froid. Ici puisque j'utilise de l'air comme fluide à l'entrée et à la sortie. Alors, on a Cp chaud = Cp froid. Ensuite, je calcule la puissance calorifique P = m . Cv . delta T. Dans cette formule je choisi Cv à la place de Cp car le volume reste constant, mais la pression change. L’air extrait sort d'un bâtiment de 4 étages qui comporte des laboratoires. L’air est extrait à partir de Sorbonnes qui rejettent dans l'atmosphère de l'air acide ou basique contenant des produits chimiques. Cet échangeur sera un récupérateur de chaleur. Ici j'ai un débit volumique en m³/h donc la formule devient P = (Qvolumique . rho air . Cv . delta T ) / 3600 . Est-ce que mon résonnement est juste.

Merci de votre réponse.

[stefller]

Bonjour,

Ca m'a l'air bon jusqu'à la dernière formule!

Si vous utilisez la capacité thermique volumique, il faut conserver le débit volumique et donc ne pas faire intervenir, dans votre dernière formule, la masse volumique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[suleyman]

Bonjour,

Si je choisi le débit massique alors j'utilise la formule P = débit massique . Cp . delta T.

Si je choisi le débit volumique alors j'utilise la formule P = débit volumique . Cv . delta T .

Mais alors que vaut Cp de l'air et Cv de l'air.

J'ai réussi à trouver CP de l'air = 1009 J/kg.k .

Mais comment déterminer Cv de l'air.

Pourriez-vous me guider dans cette démarche ?

Merci.

[stefller]

Bonjour,

Alors, il me semble (à confirmer):

Cv étant en J/(m3.K), la relation doit pouvoir se faire avec la masse volumique.

[suleyman]

Bonjour,

Non vraiment, pour P = Qm . C . delta T c'est ok, j'ai compris.

Mais Pour P = Qv . ? . ? la vraiment je bloque

Sachant que Qm est le débit massique et Qv est le débit volumique.

Pourriez-vous éclairer ma lanterne ?

Merci de votre réponse.

[stefller]

Bonjour,

Je dirais qu'on peut lier Cv et Cp par la relation suivante (toujours à confirmer):

Cp * rho = Cv

L'analyse dimensionnelle est correcte.

A voir si vous ne trouvez par une valeur référence dans la littérature pour vérifier cela.