SIMULATION THERMOSTRUCTURALE D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR MULTITUBES

Abstract

L’idée de créer une structure de recherche propre aux échangeurs thermique est née de la nécessité d’aider et de coordonner les efforts de l’industrie, les échangeurs thermiques sont en effet le point de passage obligé de tous les flux d’énergie, et tout effort de maîtrise de cette énergie doit s’appuyer sur des échangeurs thermiques bien conçus et bien utilisés. L’échangeur tubulaire, ou échangeur multitubulaire, est un type d’échangeur thermique se composant d’un faisceau de tubes disposé à l’intérieur d’une enveloppe nommée “calandre”, de la même manière que pour les autres types d’échangeurs de chaleur, le fonctionnement de l’échangeur tubulaire réside dans l’échange entre deux fluides, l’un primaire” dont le rôle est d’apporter la chaleur, l’autre “secondaire” s’imprégnant de cette énergie calorifique. L’un des fluides de l’échangeur multitubulaire circule ainsi à l’intérieur des tubes, tandis que l’autre f luide circule au sein de la calandre, autour des tubes. A la différen ce des autres appareils thermiques, l’échangeur multitubulaire ne contient aucune pièce mécanique mobile. Le calcul de cet appareil est très complexe, on doit connaître exactement : sa géométrie (surface d’échange et section de passage des fluides), ses caractéristiques thermophysiques, les vitesses d’écoulements des fluides, les tempér atures d’entrées des fluides, etc. Dans ce travail on étudiera numériquement le comportement dynamique et thermique pour trouver la plage de fonctionnement idéale afin d'améliorer les performances de ces échangeurs en augmentant le niveau de protection et sa durée de vie, ainsi que la sécurité des travailleurs et techniciens à côté de lui et ceci à l’aide du logiciel "ANSYS WORK BENCH" qui nous permettra d'examiner les aspects généraux de l'écoulement dans un faisceau de tubes tout en essayerons de développer une compréhension meilleure et plus intuitive des performances des échangeurs de chaleur impliquant un faisceau de tubes.