Etudes des transferts thermiques: la convection

Thèmes abordés

Convection, transferts thermiques, analyse dimensionnelle, nombres adimensionnels, physique

Résumé du document

Etude de la convection naturelle ou forcée.
Dépend de l'écoulement:
- Régime laminaire.
- Régime turbulent.

Extraits

[...] Pr)0,84F2]1/3 les propriétés φsont déterminés à La T moyenne du fluide, sauf p à Tp de la paroi Valables pour des tubes verticaux F1 et F2 sont donnés par Z F F Z F F Relation de Proctor & Eubank Nu = 1,75F1[W Cp/(L) + 0,04 . Gr . Pr)0,75 (/p)0,14 Nu = 5 + 0,025 (Re Pr)0,8 Cas des métaux liquides Valables pour des tubes horizontaux et pour Pr >150 et de valeurs élevées de ∆T Les relations précédentes ne sont plus valable, on utilise la relation de LYON Cette relation est valable pour Re>100 CONVECTION FORCÉE A L'EXTÉRIEUR D'UNE CANALISATION * V∞ c'est la vitesse d'écoulement loin de la canalisation * Zone de stagnation c'est la zone au voisinage de la canalisation où la pression augmente est la vitesse tend vers 0 Dans la zone de stagnation Nu = C Re1/2 Pr C Au delà de la zone de stagnation Nu = [ 0.4 Re1/2 + 0.06 Re 0.67 ] Pr 0.4 (/p) 0.2 C est une constante dépendante de Pr les propriétés φsont déterminés à La T moyenne du fluide, sauf p à Tp de la paroi Extensions aux canalisations non cylindriques Diamètre hydraulique DH = 4 A/P Exemple N° 1 : Canalisation cylindrique de diamètre D A = D2/4 et P = D 4  D2 DH = = D  D Exemple N°2 : Canalisation rectangulaire de côtés a et b. [...]

[...] nuage1 Deuxième Partie Etude des transferts thermiques Chapitre 2 Etude de la Convection ROCKIES Naturelle  = h.A. Forcée Convection Régime laminaire pour Re 4000 h = f(, , Cp, , h :Coefficient de transfert par convection Les nombres adimensionnels Nombre de Reynolds Re = Dv /  Qté Mvt Viscosité du fluide Nombre de Nusselt Nu = h d/ Flux convectif Flux conductif Les nombres adimensionnels Nombre de Prandtl Pr = Cp /  Pr = Cp  /  Viscosité cinématique Diffusivité thermique Les nombres adimensionnels Nombre de Peclet Pe = DvCp /  Pe = Re . [...]

[...] A = ab et P = DH = 4ab = 2 ab a + b Exemple N°3 : Canalisation annulaire P =  D1 Lorsque l'échange s'effectue avec le fluide dans le tube interne P =  D2 si l'on s'intéresse à l'échange avec le tube extérieur. [...]

[...] La T moyenne de la paroi et du fluide Régime turbulent Relation de Seider & Tate Nu = 0,027 Re 0,8 Pr1/3(/p)0,14 Relations tenant compte des effets d'entrée Nu = 0,036 Re 0,8 Pr1/3 0,055 St = 0,023 Re-0,2 Pr-2/3 (/p) 0.14 les propriétés φsont déterminés à La T moyenne du fluide, sauf p à T de la paroi Relation de Colburn modifiée Régime laminaire Relation de Hausen Nu = 3,66 + 0,0668 Re Pr 1 + 0,044 Re Pr)2/3 L Relation de Seider & Tate Nu = 1,86 + Re Pr)1/3 ( p)0,14 les propriétés φsont déterminés à La T moyenne du fluide les propriétés φsont déterminés à La T moyenne du fluide, sauf p à Tp de la paroi Gri Grashoff correspond à la différence des températures fluide et paroi à l'entrée et à la sortie du tube. Signe + lorsque la convection naturelle s'effectue dans le sens de l'écoulement Signe - dans le cas contraire F1 et F2 sont deux facteurs sans dimension qui dépendent de Z : Z = (e- s)/m avec m = - p)e + ( - p)s]/2 Relation de Martinelli & Boelter Nu = 1,75F1[WCp/(L)0,0722 (d/L. Gri . [...]

[...] Cette équation aux dimensions devient : Détermination de h par analyse dimensionnelle Nu = a Rem Prn Nu = g Pr) Relations de Putkov Nu = Re. Pr. (/p)n] 1.07 + 12.7 f = ( 1.82 log10 Re - 1,64)2 : c'est le facteur de friction : il caractérise la friction du fluide avec la surface du tube qu'il traverse Chauffage : n = 0,11 Refroidissement : n = 0,25 Toutes les propriétés sont déterminés à La T moyenne du fluide Relations de COLBURN St = 0,023 Re-0,2 Pr-2/3 St = 0,023 Re-0,2 Pr-2/3 (/p)0,14 Régime turbulent Si la viscosité varie de façon sensible avec la température de la paroi, colburn a proposé d'affecter la relation par le terme correctif (/p) p: est la viscosité du fluide exprimée à la température de la paroi: Convection forcée à l'intérieur d'un tube Cette relation est déterminé à Tf =(Tpm+Tm)/2 Tpm et Tm indiquent respect. [...]