DETERMINATIONS DES PERFORMANCES DES ECHANGEURS

- Résultats Thermiques: Sur cette feuille, nous pouvons observer les différentes valeurs thermiques qui nous intéressent. Cela nous permet d’un point de vue thermique de caractériser la batterie qui est étudiée. En effet pour les industriels, il est nécessaire de connaître dans un premier temps les puissances échangées à la fois côté eau et côté air, mais aussi les coefficients d’échanges côté eau ; côté air et global. - Résultats Pertes de Charges: Tout comme la feuille « Résultas Thermiques », la feuille « Résultats Pertes de Charges » nous permet d’observer le comportement de la batterie, mais cette fois si d’un point de vue aéraulique. En effet à partir des différentes formules établis dans la feuille d’essai, il nous est possible d’analyser les différentes pertes de charges que nous calculons. De plus, les industriels lorsqu’ils demandent une étude sur une batterie, ils leurs est important de connaître l’évolution des pertes de charge côté air en fonction de la vitesse frontale (c’est à dire la vitesse à laquelle l’air arrive sur la surface de l’échangeur). • voir Figure ci contre : Résultats Pertes de Charges




Travail effectué


Calcul de la puissance échangée côté eau :

La puissance échangée côté eau est calculée à partir d’une formule du type :
(Équation V – 2. 1)
Peau=Qmeau*(delta)Heau
Avec : Peau puissance échangée côté eau [W]
Qmeau débit massique de l’eau [kg/s]
?Heau variation d’enthalpie massique de l’eau [J/kg]

A l’aide de l’ouvrage « les Techniques de l’ingénieur », j’ai pu utiliser de nouvelles corrélations (adapter à notre expérience). Maintenant, une partie de la feuille de calcul permet de calculer la masse volumique de l’eau et ses enthalpies. Le détail du calcul est présenté en Annexe 1 : Formules pour Echangeurs.

Calcul de la puissance échangée côté air :
La puissance échangée côté air est calculée à partir d’une formule de type :
Pair=Qmair*(delta)Hair (Équation V – 2. 2)
Avec : Pair puissance échangée côté air [W]
Qmair débit massique de l’air [kg/s]
(delta)Hair variation d’enthalpie de l’air [J/kg]




Une modification importante a été apporté dans le calcul de la puissance échangée côté air. En effet, maintenant nous prenons en compte l’humidité. Pour appliquer ses corrélations je me suis également inspiré de l’ouvrage « les Techniques de l’ingénieur ». Le détails de mes calculs est présenté en Annexe 1 : Formules pour Echangeurs.

Les essais réalisés sur le banc INCA se décomposent en deux parties, qui sont :

L’essai pertes de charges
L’essai thermique

- L’essai pertes de charges:

Lors de cet essai, les températures de consigne d’entrée d’air et d’entrée d’eau sont toutes deux fixées à 30°C.

On fait varier la vitesse frontale de l’air de 4 à 1.5 m/s (ou l’inverse) par pas de 0.5 m/s en diminuant progressivement la fréquence, et donc la vitesse du ventilateur centrifuge.

Pour chaque valeur, on relève toutes les données qui figurent sur les indicateurs WEST (Températures entrée-sortie Air (°C) ; Températures entrée-sortie Eau (°C) ; Débit de l’eau (m3/h) ; …). De toute façons le programme, que j’ai conçu sous LabVIEW permet de lire ses valeurs mais aussi de les enregistrer dans un fichier tableur (type Excel). Ensuite, j’analyse ses données afin de faire une interprétation sur les pertes de charges. Après avoir effectué cette partie de l’essai, je me suis intéressé à celle de la partie thermique.

- L’essai thermique :

Lors de l’essai thermique, les températures de consigne sont respectivement :

• Pour l’air : 20°C (température ambiante)
• Pour l’eau : 60°C

On procède comme pour l’essai « pertes de charges », on fait varier la vitesse frontale de l’air de 4 à 1.5 m/s (ou l’inverse) par pas de 0.5 m/s en diminuant progressivement la fréquence, et donc la vitesse, du ventilateur. Un point de validation est effectué pour une vitesse frontale de l’air égale à environ 3 m/s en diminuant de moitié le débit d’eau.
Pour chaque point de fonctionnement, je fais l’acquisition des données qui figurent sur les indicateurs WEST grâce au programme LabVIEW.


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