Pertes de charge.
Posté : mer. 2 nov. 2011 14:43
Bonjour ,
J'ai un exercice sur la pertes de charge dans un échangeur thermique à faisceau tubulaire . L'échangeur contient 10 tubes .
Le liquide à refroidir au fur et à mesure de sa production circule dans les 10 tubes de l'échangeur après avoir traversé des tuyaux droits montés avec deux vannes à passage direct et deux coudes de 90° à brides.
Le débit est qv= 3.60m^3.h-1 soit 1*10^-3 m^3.s-1.
Données :
Longueur de tube droit en amont de l'échangeur : L1 = 10.00m
Diamètre de la tubulure en amont de l'échangeur : D1 = 1"1/4 = 3.175*10^-2 m
Longueur des tubes de l'échangeur : L2 = 4.00m
Diamètre des tubes de l'échangeur : D2 = 0.01m
Masse volumique du liquide chaud : ρCh : 975 kg.m^-3
Masse volumique du liquide ( valeur moyenne ) dans les tubes : ρmoy : 992 kg.m^-3
Coefficients de viscosité dynamique du liquide chaud : ηCh : 0.995*10^-3 Pa.s
Coefficients de viscosité dynamique du liquide ( valeur moyenne ) dans les tubes : ηmoy : 1.100*10^-3 Pa.s
Intensité de la pesanteur : g = 9.81 N.kg-1
1. Calculer le nombre de Reynolds Re1 de l'écoulement du fluide en amont de l'échangeur, en déduire le coefficient de frottements λ1
Re1 = (ρCh * D1 * U1) / ηCh
Avec U1 = qv / s = 1.26m.s-1
Re1 = 39200 --> Régime turbulent lisse
λ1 = 0.32*Re^-0.25 = 0.023
2. Calculer le nombre de Reynolds Re2 de l'écoulement du fluide dans les tubes de l'échangeur , en déduire le coefficient de frottement λ2.
Par contre pour cette question j'ai quelque problème à cause du nombre du tubes.
Pour calculé U2 j'ai pris en compte le nombre du tubes
U2 = qv / π*((D2*10)²/4) = 0.127m.s-1
Et pour le calcule de Re2 je n'ai pas pris en compte le nombres de tube pour la masse volumique et pour le coefficient de viscosité dynamique , je l'ai pris en compte que pour le diametre.
Re2 = (ρmoy * D2*10 * U2) / ηmoy
Re2 = 11453 --> Régime lisse
Donc λ2 = 0.32*Re2^-0.25 = 0.0309
3. Calculer la perte de charge totale ΣJ1 du liquide lors de l'écoulement en amont de l'échangeur .
ΣJ1 = j1 ( LG + ΣLeq )
avec j1 = J1/L = (λ1 * U1²) / ( 2D1 * g ) = 0.058 m.C.L / m.T.D
et avec ΣLeq = ( 2*0.38 ) + ( 2*0.74) = 2.24 m
( par contre ici dans le tableau je ne sais pas dans quel unité sont donné les longueur équivalent , j'ai suposée qu'il etais en mètres .. )
Et LG = L1 = 10.00m
Donc ΣJ1 = 0.058 * ( 2.24+10 ) = 0.71 m.C.L
4. Calculer la perte de charge Jr2 du liquide lors de l'écoulement dans les tubes de l'échangeur.
Jr2 = (λ2 * U2² * L*10 ) / ( 2D2 * 10 * 9.81 ) = 0.01 m.C.L
Ici aussi je ne suis pas sure de mon résultats , j'ai tenue compte du nombre de tubes que pour la longueur L et le diametre .
5. ΣJ = ΣJ1 + Jr2 = 0.72 m.C.L
ΔPf = ( ρCh + ρmoy ) * g * ΣJ = 13893 Pa
-Puf = qv * ΔPf = 13.89 W
La puissance totale perdue est donc de 13.89W.
Merci de votre aide
J'ai un exercice sur la pertes de charge dans un échangeur thermique à faisceau tubulaire . L'échangeur contient 10 tubes .
Le liquide à refroidir au fur et à mesure de sa production circule dans les 10 tubes de l'échangeur après avoir traversé des tuyaux droits montés avec deux vannes à passage direct et deux coudes de 90° à brides.
Le débit est qv= 3.60m^3.h-1 soit 1*10^-3 m^3.s-1.
Données :
Longueur de tube droit en amont de l'échangeur : L1 = 10.00m
Diamètre de la tubulure en amont de l'échangeur : D1 = 1"1/4 = 3.175*10^-2 m
Longueur des tubes de l'échangeur : L2 = 4.00m
Diamètre des tubes de l'échangeur : D2 = 0.01m
Masse volumique du liquide chaud : ρCh : 975 kg.m^-3
Masse volumique du liquide ( valeur moyenne ) dans les tubes : ρmoy : 992 kg.m^-3
Coefficients de viscosité dynamique du liquide chaud : ηCh : 0.995*10^-3 Pa.s
Coefficients de viscosité dynamique du liquide ( valeur moyenne ) dans les tubes : ηmoy : 1.100*10^-3 Pa.s
Intensité de la pesanteur : g = 9.81 N.kg-1
1. Calculer le nombre de Reynolds Re1 de l'écoulement du fluide en amont de l'échangeur, en déduire le coefficient de frottements λ1
Re1 = (ρCh * D1 * U1) / ηCh
Avec U1 = qv / s = 1.26m.s-1
Re1 = 39200 --> Régime turbulent lisse
λ1 = 0.32*Re^-0.25 = 0.023
2. Calculer le nombre de Reynolds Re2 de l'écoulement du fluide dans les tubes de l'échangeur , en déduire le coefficient de frottement λ2.
Par contre pour cette question j'ai quelque problème à cause du nombre du tubes.
Pour calculé U2 j'ai pris en compte le nombre du tubes
U2 = qv / π*((D2*10)²/4) = 0.127m.s-1
Et pour le calcule de Re2 je n'ai pas pris en compte le nombres de tube pour la masse volumique et pour le coefficient de viscosité dynamique , je l'ai pris en compte que pour le diametre.
Re2 = (ρmoy * D2*10 * U2) / ηmoy
Re2 = 11453 --> Régime lisse
Donc λ2 = 0.32*Re2^-0.25 = 0.0309
3. Calculer la perte de charge totale ΣJ1 du liquide lors de l'écoulement en amont de l'échangeur .
ΣJ1 = j1 ( LG + ΣLeq )
avec j1 = J1/L = (λ1 * U1²) / ( 2D1 * g ) = 0.058 m.C.L / m.T.D
et avec ΣLeq = ( 2*0.38 ) + ( 2*0.74) = 2.24 m
( par contre ici dans le tableau je ne sais pas dans quel unité sont donné les longueur équivalent , j'ai suposée qu'il etais en mètres .. )
Et LG = L1 = 10.00m
Donc ΣJ1 = 0.058 * ( 2.24+10 ) = 0.71 m.C.L
4. Calculer la perte de charge Jr2 du liquide lors de l'écoulement dans les tubes de l'échangeur.
Jr2 = (λ2 * U2² * L*10 ) / ( 2D2 * 10 * 9.81 ) = 0.01 m.C.L
Ici aussi je ne suis pas sure de mon résultats , j'ai tenue compte du nombre de tubes que pour la longueur L et le diametre .
5. ΣJ = ΣJ1 + Jr2 = 0.72 m.C.L
ΔPf = ( ρCh + ρmoy ) * g * ΣJ = 13893 Pa
-Puf = qv * ΔPf = 13.89 W
La puissance totale perdue est donc de 13.89W.
Merci de votre aide