Pertes de charge.

[Manon TSLT CLPI]

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

[SoS(19)]

Bonjour Manon,
cette partie est très spécifique. Nous allons essayer de vous aider mais dans tous les cas nous ne pouvons corriger votre exercice qui reste le rôle de votre enseignant. Avez-vous une question précise sur cet exercice ?

[Manon TSTL CLPI]

Bonjour ,

Enfaite c'est un DM , mais j'ai eu le temps de voir mon prof pour lui demandé quelques renseignement ..

Merci de votre réponse