Calcul échangeur air/eau

[AngieNa]

Bonjour, je suis une étudiante option énergétique, j'ai un devoirsur le dimensionnement d'un échangeur type air/huile à ailettes, je trouve de difficultés au niveau de dimensionnement, si vous pouvez m'aider please.
Voici mes données:
Puissance absorbée (souhaitée) de l'échangeur: 100KW
Temperature d'huile (fluide chauffage): 200C
Température d'air (fluide chauffé): 45C
Débit huile: 56kg/s (à savoir c'est un huile syltherm de densité 773,33kg/m3 à 200C)
Par rapport à ces données, Température d'huile à la sortie=?Température d'air à la sortie=débit d'air nécessair?
DTLM?
Surface échangée?
K?
Les caractéristiques de l'échangeur qui conviennentt à mes données
Merci pour votre réponse!!
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[goaoute]

A vue de nez, si tu veux de l'air à: 45°C avec de l'huile à: 200°C circulant à: 56kg/s; il va falloir un sacré débit d'air ou avoir une mini/micro surface d'échange. Because: Vu que l'huile, à la vitesse où elle circule, ne va pas se refroidir , ton air va vite fait monter à: 200°C.
On présume que les 100 kW, c'est le chauffage et la circulation de l'huile.

[goaoute]

En fait: Débit d'air = débit d'huile /capaTh°huile/200 * capaTh°air *45 avec surface = 1/1
J'ai bon ?

[AngieNa]

Bonjour Goaoute,
Non, 45C, c'est la température de l'air entrante et 200C pour la température d'huile entrante
A determiner:
*le débit d'air nécessaire
*T sortie d'huile
*T sortie d'air
En sachant que le débit d'huile est à 54,13kg/s, la puissance en circulation est 100kw,
Quelle surcface d'échange,dois-je avoir? Le coefficient d'échange? Ainsi qye le DTLM?

[A voir en vidéo sur Futura]

[AngieNa]

Comment j'ai fait pour avoir le débit de 54,13kg/s?
Donnée:
-Puissance nominale solaire 100KW
-Rendement thermique nominale du champ solaire: 0,7
-Rendement optique nominal du champ solaire: 0,6
-Température maxi du champ solaire: 210C (Pour la température de circulation d'huile, on prend 200C)
-Pression maxi: 10bar
-Fluide caloporteur du circuit: huile syltherm800 (je vous envoie en pièce jointe aussi les caractéristiques d'huile, pour 200°C, qui donne 773,33Kg/m3 comme densité)
-Fluide caloporteur secondaire: Air (C'est pourquoi j'ai pris un échangeur huile/air à ailettes)
Pour le débit d'huile, j'ai fait, Qv=600*Puissance/Pression=600*70KW/10bar=4200l/min=0,07m3/S , ce qui donne Qm=0,07*773,33=54,13kg/s
Suis-je dans la bonne direction pour avoir ce débit d'huile?
Merci,

[goaoute]

Cite: "determiner le débit d'air nécessaire".
Mais nécessaire à quoi ?
Si la Th° air: 45 °C est l'air entrant, on ne peut rien calculer.
Si c'est l'air sortant, voir formule plus haut.

[goaoute]

Cite: "determiner le débit d'air nécessaire".
Mais nécessaire à quoi ?
Si la Th° air: 45 °C est l'air entrant, on ne peut rien calculer.
Si c'est l'air sortant, voir formule plus haut.

Le débit d'huile paraît incohérent; seule une pompe puissante (qui est à priori absente), peut générer un tel débit.(avec des tuyaux d'un mètre de diamètre)

[RomVi]

Bonjour

Visiblement il s'agit d'une installation de captage solaire par tube à vide et probablement concentrateurs, mais où s'effectue l'échange avec l'air ?

[AngieNa]

Bonsoir Monsieur Romvi,
Oui,c'est ça
L'air c'est le fluide caloporteur sécondaire au niveau de l'échangeur

[AngieNa]

Le débit d'air est nécessaire pour le dimensionnement de l'échangeur
La température de l'air est à 45C
Objectif: le chauffer jusqu'à 120C

[RomVi]

coté huile avec ce débit on peut considérer que la température ne change pas (on prend 200°C).
Le DT moyen est de ((200-120)+(200-45))/2 = 117.5°C

L'air passe de 45 à 120°C pour 100kW échangé donc 100kW / (1kJ/kg°C * (120-45) ) = 1.33 kg/s

Pour calculer une surface d'échange il faudrait connaitre le type d'échangeur.

[AngieNa]

Merci Monsieur,
Oui,c'est la demarche que j'ai fait aussi pour l'échangeur , j'ai pris un échangeur huile/air à ailettes type croisé
Pour lle coefficient d'échange, j'ai fait K=Puissance échangée/DTLM*F*S
En prenant: S(surface d'echange)=10m2 et facteur de correction de 0,75
Pour la puissance échangée=100000w*0,7 (0,7 l'efficacité)=74480w
Ainsi j'ai trouvé K=84,51w/m2.C
Est c'est faisable?
Merci

[RomVi]

Oui c'est un coefficient d'échange réaliste, mais l'étape suivante est de choisir de vérifier les pertes de charges que cela représente. Parfois on peut trouver un intérêt à prendre plus gros si on peut réduire les frais de pompage.

[AngieNa]

D'accord ça marche,
Encore,merci beaucoup