Etude d’un échangeur de chaleur à triple tube concentrique en régime permanent et transitoire.

Abstract

Nous présentons dans cette thèse une étude numérique d’un échangeur de chaleur à triple tube concentrique, pour les deux régimes de fonctionnement transitoire et permanent. Les systèmes d’équations qui gouvernent le phénomène à étudier sont résolus par la méthode des différences finies centrées pour les parois solides, et le schéma upwind pour les fluides. Un programme de calcul numérique en langage FORTRAN est réalisé pour déterminer les variations : des températures (fluides et parois), des deux coefficients d’échange globaux, des pertes de charge des trois fluides en fonction du temps, ainsi que les réponses transitoires aux différentes sollicitations sur les températures d’entrées des fluides (échelon, rampe, sinusoïdale et exponentielle). Les quatre configurations résultantes de circulation des trois fluides : (co-courant), (contre-courant), (contre-courant/co-courant) et (co-courant/contre-courant) sont étudiées. Nous avons montré que la circulation à contre-courant reste la plus efficace même pour ce type d’échangeur de chaleur. Les deux cas de refroidissement (F-C-F) et d’échauffement (C-F-C) sont traités également. Finalement une comparaison entre l’échangeur à triple tube concentrique et l’échangeur de chaleur à double tube concentrique est menée pour différentes combinaisons des diamètres et des positions des fluides chaud et froid. Les résultats montrent que l’échangeur à double enveloppe sous des conditions des diamètres est plus efficace que l’échangeur de chaleur à triple tube concentrique de même longueur