Échangeurs de chaleur

Vérifiez ou dimensionnez un échangeur double tube, à tubes et calandre ou à plaques à joints : puissance échangée, températures de sortie, coefficients de film, surface et pertes de charge — avec les fluides qui le parcourent, colorés selon leur température.

GRATUIT · SANS INSCRIPTION v1.0.0 · vérifié sur 13 cas de référence

DONNÉES°C · kg/s · mm

1 · Fluide chaud Fluide

Entrée [°C] Débit [kg/s]

Encrassement [m²K/W]

2 · Fluide froid Fluide

Entrée [°C] Débit [kg/s]

Encrassement [m²K/W]

3 · Épingles

Tube intérieur Tube extérieur

Longueur de branche [m] une branche droite Épingles

Dans le tube intérieur Débit

Branches parallèles 1 = toutes en série Diviser en branches

Matériau du tube Tubulures de l'espace annulaire

Valeurs d'exemple. Propriétés des fluides d'après les tables du VDI Heat Atlas, ou saisissez votre propre fluide.

PUISSANCE273.4 kW

U GLOBAL846 W/m²K

AIRE5.12 m²

SORTIES92.6 · 85.4 °C

ÉCOULEMENT · EN DIRECT

TEMPÉRATURE LE LONG DE L'ÉCHANGEUR

L'eau à 140 °C ne reste liquide qu'au-dessus de 3.62 bar(a) — maintenez la pression du système au-dessus de cette valeur.

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MÉTHODE DE CALCUL · AVEC VOS VALEURS

Étape par étape, avec vos valeurs

01
Équilibre████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
02
Réactions████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
03
Effort tranchant████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
04
Moment fléchissant████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
05
Flèche████ ██ ███████ · ██████ = ██.██
06
Contrainte████ ██ ███████ · ██████ = ██.██

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Références : VDI Heat Atlas 2nd ed. (2010) — G1, G2 (Gnielinski), N6 (Martin) et les tables de fluides de D2 et D4 ; Serth & Lestina, Process Heat Transfer 2nd ed. (2014), ch. 4–6 (épingles, méthode Delaware) ; Shah & Sekulić, Fundamentals of Heat Exchanger Design, ch. 3 (ε-NTU, F) ; Kakaç et al., Heat Exchangers 3rd ed. (2012), ch. 7, 9, 11.

HYPOTHÈSES & LIMITES

Régime permanent, sans perte de chaleur vers l'extérieur, fluides monophasiques (pas d'ébullition ni de condensation).
Propriétés à la température moyenne de chaque fluide (tables du VDI Heat Atlas, ou vos valeurs) ; la température de paroi déduite des résistances de film corrige la variation des propriétés.
Un seul coefficient global pour tout l'échangeur ; résistances d'encrassement telles que saisies, du côté auquel elles appartiennent.
Relations efficacité–NTU pour la disposition des écoulements (Shah & Sekulić ch. 3) ; F = ΔT_m / ΔT_lm,counter.
Tube intérieur : Gnielinski, VDI G1. Espace annulaire : Gnielinski, VDI G2, chaleur transmise à travers le tube intérieur, tube extérieur isolé. Chaque épingle compte comme une nouvelle longueur d'entrée de 2 × la branche. G2 rapporte le α de l'espace annulaire au diamètre hydraulique D − d ; les ouvrages plus anciens qui utilisent le diamètre équivalent de Kern donnent un coefficient plus faible dans l'espace annulaire.
Perte de charge : tube droit (Darcy, Konakov), 1.2 hauteur dynamique par coude de retour (1.5 en laminaire), et dans l'espace annulaire 1.5 hauteur dynamique de tubulure par épingle lorsqu'une taille de tubulure est indiquée (Serth éq. 4.A.5–4.A.8).

AVERTISSEMENT · Uniquement à des fins pédagogiques et de prédimensionnement. Les résultats doivent être vérifiés par un ingénieur qualifié avant toute utilisation en conception.

AU-DELÀ DES CORRÉLATIONS

Mauvaise distribution de l'écoulement côté calandre, vibrations des tubes, contraintes dans les plaques tubulaires et les tubulures, fatigue thermique — nous modélisons les échangeurs par CFD et FEA.

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