Question d'origine :
pour une application, j'ai besoin de connaître le pouvoir de refroidissement de l'eau (cas d'une installation à eau perdue), le delta de température avant et après, les méthodes de calculs... etc, bref tout sur le sujet. Merci.
Réponse du Guichet
bml_sci
- Département : Sciences et Techniques
Le 05/08/2005 à 13h20
Le circuit fermé dans lequel l'eau est refroidie par échange avec un fluide secondaire (air ou eau) et retourne sans contact avec l'air vers les appareils à refroidir.Le circuit ouvert pour lequel l'eau est pompée en canal, rivière ou en mer et rejetée dans le même milieu en aval des installations.Le circuit semi-ouvert où l'eau est recirculée après refroidissement par évaporation partielle dans une tour atmosphérique.
Dans le cas ducircuit ouvert , ces systèmes utilisent généralement des quantités d'eau extrêmement élevées (> 105 m3 / heure) et sont sujets aux phénomènes de tartre, boues et corrosion avec en plus des proliférations de coquillages et mollusques qui vont progressivement boucher les échangeurs.
Concernant les propriétés physiques de l'eau et de son pouvoir de refroidissement, il est nécessaire de connaître l'enthalpie de l'eau, c'est-à-dire la quantité de chaleur que l'eau peut échanger ou recevoir.
On appelle enthalpie spécifique h de l'eau à la température Θ et sous la pression p, la quantité de chaleur totale qu'il est nécessaire de fournir à 1 kg d'eau liquide prise à 0°C et sous la pression p, pour l'amener à pression constante à la température Θ.
Si on a m kg d'eau, l'enthalpie correspondante est :
En postulant à juste raison qu'il n'y a pas de changement d'état (pas de transformation en vapeur sous peine de problème dans le circuit), entre 0 et Θ°C. De plus, en prenant cL = 1 kcal/kg.°C, il vient :
Source : Université Henri Poincaré de Nancy
Pour les différentes valeurs d'enthalpie de l'eau, en fonction de la température et de la pression, vous trouverez, en plus d'autres formules traitant du sujet, des tables dans le document suivant : Génie énergétique de P. Dal Zotto, J.-M. Larre, A. Merlet, [et al.]
Connaissant le "pouvoir" intrinsèque de l'eau, il faut s'atteler maintenant à connaître en fonction du type de canalisation la vitesse d'écoulement nécessaire pour refroidir le système, en fait le taux de transfert énergétique entre le milieu et l'eau.
les cas pouvant être multiples, le mieux serait de consulter les techniques de l'ingénieur que vous pouvez consulter à la Bibliothèque Municipale de Lyon, en particulier les ressources documentaires sur l'énergie:
- Génie énergétique : Sciences de base - Transferts thermiques
- Génie nucléaire : Réacteurs nucléaires - Thermodynamique des réacteurs nucléaires (Dossier : BN3050)
On définit le coefficient de transfert thermique entre la surface d'un solide à la température Ts et un fluide à la température Tf par :
Le coefficient de transfert est fonction des propriétés thermodynamique du fluide (viscosité, masse volumique, conductivité, capacité thermique), des propriétés de l'écoulement (vitesse, diamètre hydraulique, forme de la conduite...).
Source : Techniques de l'Ingénieur
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