Les échangeurs de chaleur par Rafic YOUNES

ULFG – S9
Département Mécanique

Plan
•
•
•
•
•
•
•
•
•

1 - Introduction
2 – Technologie générale
3 - Classification
4 – Méthode DLMT
5 – Méthode NUT
6 – Cœfficient d’échange
7 – Optimisation d’un échangeur
8 – Applications
9 – Résumé

1

1 - Introduction
• les échangeurs thermiques sont nécessaires dans plusieurs types d'industrie : Chauffage et Froid,
Pétrochimie, Chimie, Distillerie, Agroalimentaire,
Papeterie, Environnement, ...
• les échangeurs thermiques doivent présenter une grand surface d'échange de chaleur sous un volume externe le plus réduit possible.
• Pour ces types d'échangeurs, l'échange thermique se fait généralement entre deux fluides distincts.
Fluide secondaire
Paroi
Fluide primaire

1 - Introduction
• Le fluide secondaire sera le FLUIDE TRAITÉ : fluide chauffé ou fluide refroidi.
• Le fluide primaire sera le FLUIDE SERVANT AU
TRAITEMENT : Eau chaude ou Eau glacée - Vapeur
BP, MP ou HP - Fluide frigorigène
• Les échangeurs à fluides séparés permettent le transfert de chaleur d'un fluide à un autre sans mélange. Les mécanismes de transfert thermique utilisés sont : la convection forcée entre fluide primaire et paroi - la conduction à travers la paroi
- la convection libre ou forcée entre paroi et fluide secondaire
• D'autre part, l'un des fluides peut subir un changement de phase : Condensation –
Vaporisation - Ébullition

2

2 - Technologie générale
• Échangeur coaxial ou Échangeur double tubes

A

B

• L'écoulement des fluides peut se faire dans le même sens ou en contre-sens
• Faible surface d'échange encombrement important si grande surface d'échange

2 - Technologie générale
• Échangeur à faisceau et calandre
B

A

C

D

3

2 - Technologie générale
• Échangeur à plaques

3 - Classification
• Une classification peut être établie d'après le sens relatif des écoulements des deux fluides. On distingue donc