Etude numérique du comportement thermo-énergétique d’un triple échangeur de chaleur à tubes concentriques

Abstract

Ce mémoire de master propose une analyse numérique du comportement dynamique et thermique d’un écoulement turbulent d’eau à l’intérieur d’un échangeur thermique à triple tubes, d'une longueur de 2500 mm. Les paramètres étudiés incluent les coefficients de convection, la quantité de chaleur transférée, le coefficient de frottement, ainsi que le nombre de Nusselt. Deux scénarios ont été explorés : l'un avec une vitesse d'écoulement variable et l'autre avec une vitesse constante. Cette étude porte sur l'analyse numérique de la convection forcée turbulente dans ce type d’échangeur thermique. Les résultats obtenus permettent d'optimiser les performances de l'échangeur en ajustant les conditions d'écoulement et les vitesses pour maximiser le transfert de chaleur par convection, conformément aux besoins spécifiques du système. Le modèle standard de turbulence (k-ε) a été appliqué pour décrire le comportement turbulent, et les équations de conservation de la masse, de la quantité de mouvement, de l'énergie et de la turbulence ont été résolues en utilisant la méthode des volumes finis. Les résultats obtenus montrent que les régimes à vitesse constante permettent un transfert de chaleur plus efficace comparativement aux régimes à vitesse variable