Calcul serpentin et chaleur thermique

[Ranka]

Ci-dessous, vous trouvez la description de mon problème :
1- Un digesteur de biogaz sous forme d'un garage ; matériau de construction S235JR, calorifugé avec laine de roche. Dimensions interne : L x l x H = 12 x 2,2 x 2,7 m
épaisseur de S235JR = 0.004 m
épaisseur de laine de roche = 0.08 m
conductivité de S235JR = 45 W/m.K
conductivité de laine de roche = 0.034 W/m.K


2- L'agitation de matière organique sèche (MOS) sera faite par le percolât, (c'est un liquide de traitement qui contient tous les microorganismes, nutriments et substances tampons essentiels au processus de biogaz), qui sera pulvérisée sur la MOS avec un débit (pompe) de 4 m³/h.
Débit de percolation= 0.3 m³/T MOS fraiche/jour
Fréquence de percolation : jusqu'à 24 fois/jour
Température d'entrée Percolât = 42 °C
Température de sortie Percolât = 25 °C (hypothèse)
le percolât est sera traité comme l'eau chaude, ci-dessous ses caractéristiques :
Masse Volumique percolât à 42 °C = 991.46 kg/m3
Pouvoir calorifique massique Percolât à 42 °C = 4.179 kJ/kg. K

3- Le serpentin sera un choix optionnel et il sera utilisé dans des conditions climatiques sévères (Mais malheureusement le calcul que j'ai fait dit le contraire).
Choix de matériau de construction = SS304L

4- MOS (matière organique sèche) : c'est du fumier de bovin, la masse est environ 40 tonnes.

Le but, c'est déterminer la longueur de serpentin pour un diamètre DN25 fixe.
À quelle température sera le serpentin en fonction.
La température désirée de MOS est de 42 °C.

Merci ci vous pouvez me guider de résoudre ce problème.
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[Deedee81]

Bonjour,

Bienvenue sur Futura.

Tu as oublié de dire bonjour.

In ne peut donner de solution toute cuite ici (impossible de savoir d'où vient la question, voir les épinglés). Mais je conseille à ceux qui voudraient t'aider de donner quelques indices clefs sur la manière de procéder pour résoudre le problème (qui d'ailleurs ne m'a pas l'air du tout évident !!!!)

Merci,

[RomVi]

Bonjour

Tu donnes beaucoup d'infos, mais pas celles qui sont utiles.
Dans un 1er temps il faudrait spécifier :

• Ce qu'il faut refroidir
• Quelle débit ou quantité sur quel intervalle de temps
• A quelle température
• Avec quoi on le refroidit
• La température du fluide froid
• Le débit disponible

[Ranka]

Bonjour,

Merci pour votre retour,

En fait, le but, c'est de chauffer la matière organique sèche au sein du digesteur et de la garder à une température égale à 42 °C.
La quantité de matière organique est égale à 40 tonnes. La matière organique va être stockée dans le digesteur d'environ 35 jours.

Avec l'eau chaude dans un serpentin SS 304 L, on chauffe avec T entrée = 90 °C, T sortie = 70 °C, débit de l'eau chaude = 6 m³/h.

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ranka]

Bonjour,

Merci pour votre retour.

[RomVi]

Merci pour ces précisions, je comprend mieux la question. Il faut donc apporter assez de chaleur pour compenser les pertes à travers la structure. Le seul problème est que je n'ai aucune idée des caractéristiques de ce produit. Est-ce que tu aurais des infos à ce sujet ? Est ce qu'il est liquide ? Au minimum il faudrait connaitre sa viscosité et conductivité thermique.

[Ranka]

Bonjour,

Merci pour votre retour.
C'est de la matière organique sèche 'fumier de bovin', où % de matière sèche > à 25%. J'ai fait plusieurs recherches sur internet, mais je n'ai pas trouvé une réponse.

[RomVi]

Il sera difficile de dimensionner quelque chose sans avoir plus d'infos.
Je vois 2 solutions possibles : Contacter un autre exploitant de méthaniseur, ou faire un essai pilote pour estimer l'échange. Concrètement il faudrait une caisse en plastique, un bout de tube (métal ou plastique), de l'eau chaude et un thermomètre.