Tarjetas de memoria: Analyse des échangeurs en convection forcée — 24 tarjetas

Objectif du TP

Étudier la convection forcée et le transfert thermique

Principe de convection forcée

Mouvement imposé du fluide pour transférer la chaleur

Loi de Newton — résistance thermique

Φ = h × S × ΔT, relation entre flux et h

Relation vitesse-coefficient h

h = α × u^n, dépendance à la vitesse u

Machines et échangeurs

Dispositifs pour étudier ou optimiser le transfert thermique

Instrumentation et mesures

Anémomètre, sondes PT100, régulateur, pour mesurer vitesse et température

Mode opératoire

Installation, réglage, stabilisation, mesures, changement configuration

Calcul h expérimental

h = Φ / (S × ΔT), à partir des mesures

Calcul Rth

Rth = 1 / (h × S), résistance thermique de convection

Relation h-u et constantes α, n

ln(h) = ln(α) + n × ln(u), paramètres par régression

Analyse échangeurs — cylindre simple

Surface d’échange limitée, transfert de chaleur direct

Analyse échangeurs — multicylindres

Surface accrue, turbulence améliorée, meilleure efficacité

Résultats expérimentaux vs théoriques

Comparer h expérimental et h calculé, écarts analysés

Convection naturelle — rôle

Transfert sans mouvement imposé, dépend de ΔT et gravité

Convection forcée — rôle

Transfert avec mouvement imposé, plus efficace

Flux thermique — définition

Quantité de chaleur transférée par unité de temps

Surface d’échange — localisation

Zone de contact entre fluide et solide

Écart de température — définition

Différence entre surface et fluide environnant

Vitesse d'écoulement u — rôle

Influence directe sur le coefficient h

Loi de puissance h = α u^n — rôle

Modélise dépendance de h à u

Constantes α, n — rôle

Paramètres déterminés expérimentalement

Surface d’échange spécifique — rôle

Augmente la capacité de transfert thermique

Disposition en quinconce — rôle

Augmente turbulence, améliore h

Surface d’échange multicylindres — avantage

Plus grande, meilleure efficacité thermique