Méthode de conception optimale d'ailettes pour les échangeurs à faisceaux tubulaires : application à une ailette convexe

Résumé et principaux résultats

Cette étude s'inscrit dans l'ensemble des travaux relatifs à la connaissance et à l'optimisation des surfaces ailetées utilisées dans les échangeurs à faisceaux de tubes. A l'issue de l'étape réalisée l'année précédente, on disposait d'une méthode pour l'optimisation d'une surface constituée d'ailettes persiennées. Le travail de cette année a consisté à appliquer cette méthode à des cas concrets.

La méthode s'appuie sur la simulation numérique des écoulements au moyen du code FLUENT, la surface ailetée de forme complexe étant représentée par un milieu poreux équivalent des points de vue thermique et aéraulique. A partir d'une forme donnée, correspondant à la pratique industrielle, plusieurs étapes d'optimisation ont été pratiquées. On a ensuite étudié l'influence de la répartition du persiennage sur la surface de l'ailette.

La méthode d'optimisation a montré son efficacité en permettant, à partir d'une forme industrielle ayant déjà fait l'objet d'études antérieures, de réaliser une économie de 9 à 16 % sur la quantité de matériaux utilisés. Par ailleurs, l'étude de divers modes de répartition possible du persiennage à la surface de l'ailette aboutit à la conclusion que l'efficacité thermique et la perte de charge varient selon une loi commune à tous les cas répertoriés, et qu'il existe une limite au-delà de laquelle l'intensification du transfert ne s'obtient qu'au prix d'un accroissement prohibitif de la perte de charge.

Commissions

Echangeurs

Thème

Echangeurs de chaleur

Mots-clés

Conditionnement d'air, Echangeurs, Echangeurs à ailettes, Modélisation

Auteurs

MARCHAL Daniel