Maintien au froid d'un cylindre

[invite75250834]

Bonjour à tous ,

Pour ce 1er post, j'aurai une petite question.

Je souhaite installer un cylindre qui va tourner dans le vide (Diamètre:15cm, longueur:4m). Le cylindre doit être maintenu à une température de 30°C au niveau de sa paroi dans une ambiance à 60°C.

Pour faire cela, je vais faire circuler de l'eau à 20°C dans mon cylindre et je ne veux pas avoir un delta T supérieur à 2°C.


J'ai donc:

un delta T de 30°C entre ma paroi et l'air

Une surface de contact de pi*d*h = 1.88m²

En prenant une approximation de 10W/m² exposée à l'air et par °C de delta T. J'ai 10*1.88*30= 564W à combler.


Ensuite pour mon débit --> Q=m*CP*delta T


On isole m= Q/(Cp*DeltaT) --> (0.564/3600)/(4.18*2) = 1.87*10^-5 kg/h
Avec:
Q=0.564/3600 Kj
Cp= 4.18Kj/kg.K
Deltat=2°C


On convertit en m3/h --> 1.87*10^-5/997 --> 1.87*10^-8m3/h ce qui me parait ridiculement petit. Quelqu'un voit mon erreur ou bien ai je raison ?

Merci de votre lecture et de vos réponses.
Cdt,

Gostar
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[gts2]

Q=0.564/3600 Kj

Cela ne serait pas plutôt *3600 ?

[invite75250834]

On isole m= Q/(Cp*DeltaT) --> (0.564*3600)/(4.18*2) = 242 kg/h --> 0.25m3/h
Avec:
Q=0.564*3600 Kj
Cp= 4.18Kj/kg.K
Deltat=2°C



Voila qui est beaucoup plus cohérent déja ! Bien vu en tout cas merci à force d'avoir le nez dessus je ne voyais pas mon erreur

[invite75250834]

Je reviens avec un autre soucis toujours sur ce maudit calcul.

La première partie de mon calcul a montré que l'air chaud allait céder 564 KW de chaud au niveau de la paroi si cette dernière était à 30°C.

J'ai donc dit qu'il fallait que l'eau capte 564KW de chaud et pas un seul de plus. je ne veux pas refroidir l'ambiance juste compenser l'échauffement de ma paroi.

J'ai ensuite dit que mon eau à 20°C aller capter ces 564KW et que si je voulais un deltat de 2°C il fallait un débit de 0.25m3/h.
Mais dans la réalité comment savoir si en mettant ce débit je ne vais pas plutot descendre à une t°paroi plus basse avec un deltat T plus important et refroidir l'atmosphère ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite75250834]

Je pensais ainsi:

On dit qu'au départ la paroi est à 30°C --> température de l'eau dans un milieu à 60.

J'ai donc:
un delta T de 30°C entre ma paroi et l'air

Toujours une surface de contact de pi*d*h = 1.88m²

En prenant une approximation de 10W/m² exposée à l'air et par °C de delta T. J'ai un flux de 10*1.88*30= 564 W


Maintenant je dois trouver la température et le débit de mon eau qui garantisse que l'échange se fait pour extraire 564W et ne pas refroidir au delà de 30°c
Une idée serait de dire que je prends de l'eau aux alentours de 30°C disons 28°C et je vais passer un gros débit d'eau. Cela maintient le système dans les 30°C


On isole m= Q/(Cp*DeltaT) --> (0.564*3600)/(4.18*2) = 242 kg/h --> 0.25m3/h --> Avec 0.25 m3/h de débit à 28°C je serai capable de me maintenir à 30°C.
Je ne vois que ca comme solution car si il y a de trop grand deltaT je risquerai d'avoir des disparités de gauche à droite dans mon cylindre.

Si vous avez d'autres idées je suis preneur

[RomVi]

Bonjour

Si le cylindre tourne le coefficient sera peut etre plus important que 10W/m²K.
A quelle vitesse est i censé tourner ? Quelle est la nature de sa surface ?

[gts2]

Mais dans la réalité comment savoir si en mettant ce débit je ne vais pas plutot descendre à une t°paroi plus basse avec un deltat T plus important et refroidir l'atmosphère ?

Là, on change de sujet : il faut une régulation. De toute manière "En prenant une approximation de 10W/m²", c'est une approximation comme vous le dites, cela permet de calculer des ordres de grandeur pour dimensionner.

[invite75250834]

Bonne remarque je ne serai plus en convection naturelle au niveau de ma paroi mais en convection forcée.
Il faudra recalculer mon he. En position stand by le cylindre est au repos. Un film à imprimer chaud reposera dessus pour tendre mon système juste quelques secondes. On souhaite refroidir pour éviter le collage

[invite75250834]

Oui exact. On va dire que mon modèle me permet d'être en dessous de 30 degrés à la paroi même si c'est un peu moins.

Mais comme vous dites. L'idéal serait d asservir une vanne à la température pour réguler le débit. Ou bien maintenir le début fixe jusqu'à avoir une température de 28°C et ensuite via une vanne trois voies faire un appoint pour maintenir cette température d entrée.

[invite75250834]

Je pense en tout cas que c'est plus clair dans ma tête et je vous en remercie !