Etude et conception d'un échangeur de chaleur

posté le 20/04/2017 image

Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Par Ahmed
Question
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Bonjour tout le monde ,
Je m'adresse à tout le monde pour me fournir de l'aide à propos de mon projet qui consiste à concevoir un échangeur de chaleur qui a le fonctionnement d'un calorimètre pour évaluer l’énergie perdue dans les gaz d'échappement d'un moteur thermique d'un banc d'essai de travaux pratiques. Je n'ai trouvé aucun aide ou documentation de la part de mon encadreur - toujours absent -.
Je m'adresse à vous pour me fournir toute aide ou information ou documentation propice, et je vous remercie chaleureusement .

Par Philippe
le 21/04/2017
Philippe
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
Tu ne précises pas la taille du moteur, la température des gaz, une estimation grossière de la puissance et/ou de la quantité de chaleur à mesurer. On peut difficilement te conseiller sans cela.
Toutefois : tu montes un banc d'essai avec un condenseur à eau (type frigorifique, coaxial, spiralé ou à flux croisé - voir catalogue de pièce frigo genre cofriset, hanrot, delmo... ). Tu fais passer les gaz dans le circuit frigo (attention à la température et aux joints) et de l'autre côté, de l'eau.
Le circuit d'eau avec une pompe, un compteur de calorie de chez Itron ... les protections d'usage (vase expansion, soupape ...), un réservoir tampon et éventuellement un radiateur ou un groupe d'eau glacée pour évacuer le trop plein de chaleur.
Plus rustique si l'installation est petite, un grand bac avec de l'eau et des glaçons. Tu dois pouvoir refroidir les gaz d'échappement et compter tes calories. Il faut d'abord que tu estimes les quantités de chaleur à évacuer pour commencer à dimensionner ton système. Bonne réussite.

Par Maurice
le 22/04/2017
Maurice
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
Si vous adaptez un anémomètre sur le rejet des gaz , vous mesurez le débit pendant 30 secondes ( pas plus pour éviter d'endommager l'anémomètre). Vous transformez cela en m3 pour 1 heure que vous multipliez par 0,37 et que vous multipliez par la température de la fumée moins la température ambiante. Vous trouverez la perte d'énergie en watts.

Par Jean-Louis
le 24/04/2017
Jean-Louis
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Maurice, ceci est correct en admettant que les gaz d'échappement sont constitués d'air seul à la pression atmosphérique ...

Par Maurice
le 25/04/2017
Maurice
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

C'est une approche à moindre frais.

Par Ahmed
le 03/05/2017
Ahmed
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Je vous remercie tous, heureux de vous connaitre et surtout de voir des gens qui fournissent de l'aide sans l'attente de retour .
Je vous assure que vos propositions seront sûrement prises en considération.
En effet, c'est un projet d'étude qui demande dans son cahier des charges la conception d'un échangeur de chaleur pour la mesure de l'énergie perdue par l'échappement d'un moteur thermique (Diesel et à allumage commandé qui sont montables sur le même banc d'essai ).
Je dois quantifier l'énergie perdue par l'intermédiaire de l'échangeur : il reste à choisir le type, le fluide caloporteur, la configuration, matériau de l'échangeur ... comparer entre les différentes suggestions, et donner celle la plus efficace, puis je dois dimensionner cet échangeur avec la prise en considération des pertes de pression et les déviations de l'écoulement par les chicanes par exemple (s'il s'agit d'un calandre avec tubes).
Je vous remercie infiniment encore une fois pour votre collaboration et si c'est possible, je vous demande de me fournir vos mails ou de me contacter sur mon mail ahmed.wahrani@outlook.com .

Par Philippe
le 03/05/2017
Philippe
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
Merci pour votre message de retour.
Par contre, pour limiter les spams et autres indésirables ... je préfère communiquer par l'intermédiaire du forum Xpair.
Mettez vos idées, réflexions..., accrochez un PDF ... et le groupe vous répondra.

Par Jean-Louis
le 04/05/2017
Jean-Louis
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
Un échangeur est caractérisé, en particulier, par 2 sources thermiques : la chaude et la froide.
Vous ne fournissez aucun élément permettant de les qualifier et de les quantifier.
Ensuite, qu'y a-t-il de "l'autre côté" de la source froide ?
Sans la connaissance complète de ces éléments, il n'est pas possible de répondre à votre attente ...

Par Ahmed
le 06/05/2017
Ahmed
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
C'est à moi de choisir le fluide froid (probablement l'eau de robinet ), la conception, les matériaux, les dimensions, les isolants .... et bien sûr expliquer mon choix ( par expemple pourquoi avoir choisir un échangeur tube-calandre (1 passe 2 ou plus) et non pas à plaques ou autre, pourquoi le choix de l'acier inoxydable pour les tubes et non pas autres matériaux.... Il est à noter que cet échangeur est déjà commercialisé par Tecquipment, notre école a acheté le banc d'essai ainsi que 2 moteurs (Diesel et essence) et non pas le calorimètre des gaz d’échappement (l'échangeur à étudier), mais je dois l'améliorer si c'est possible et abaisser son coût .
Le constructeur a choisi un échangeur calandre-tubes par exemple (je vais choisir également la même configuration vu sa facilité de construction mais je dois expliquer bien sûr mon choix et le dimensionner thermiquement, calculer les pertes de charge, l'influence des chicanes, les possibilités d'encrassement .... )
Après sélection et calcul, je vais le concevoir sur Solidworks et si je trouve le temps le simuler sur comsol ou fluent, mais comme premier pas je suis bloqué comme j'ai déjà mentionné au niveau de la sélection car tout doit être expliqué.

Vous trouverez les liens du calorimètre de Tecquipement et les les caractéristiques des 2 moteur :
Le banc :
http://www.prodidac.fr/Energ%E9tique%20/Machines%20thermiques%20et%20combustion/Banc%20p%E9dagogique%20d%27essai%20de%20moteurs%20thermiques%20%E0%20r%E9g%E9neration%20-TD300

Le calorimètre de Tecquipment :
http://www.prodidac.fr/Energ%E9tique%20/Machines%20thermiques%20et%20combustion/Calorim%E8tre%20pour%20gaz%20d%27echappement%20de%20moteurs%20thermiques-TD300A

Moteur essence :
http://www.prodidac.fr/Energ%E9tique%20/Machines%20thermiques%20et%20combustion/Moteur%20essence%204%20temps%2C%20puissance%207%20kW%20avec%20culasse%20modifi%E9e-TD301

Moteur Diesel
http://www.prodidac.fr/Energ%E9tique%20/Machines%20thermiques%20et%20combustion/Moteur%20diesel%204%20temps%2C%20puissance%207%20kW%20avec%20culasse%20modifi%E9e-TD302

J'ai effectué un essai sur le Diesel, sa température d'échappement maximale est de 171 °C.

Par Jean-Louis
le 08/05/2017
Jean-Louis
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Bonjour,
Il me semblait avoir perçu dans votre formulation initiale, une demande qui relève probablement plus du domaine du laboratoire, que du domaine du présent forum, ceci sauf erreur de ma part bien entendu.
La dernière formulation, en effet, semble demander une justification de choix à quelques pouillèmes près, qu'un calcul théorique et une expérimentation pourraient fournir ; à mon avis, mais je puis me tromper bien entendu, ceci ne correspond pas exactement à la vocation de ce forum.

Par Thomas
le 18/05/2017
Thomas
Re: Etude et conception d'un échangeur de chaleur

Salut Ahmed, merci de ces précisions
http://la-ruche-salon.fr/

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