Etude numérique bidimensionnelle d’un échangeur de chaleur à double tubes concentriques muni d’une conduite centrale conique ondulée

Abstract

Les échangeurs de chaleur à double tubes concentriques (ECDT) ont acquis une importance économique majeure. On estime que presque toute l’énergie thermique produite transite au moins une fois par un échangeur de chaleur. Les paramètres thermo-hydrauliques de l’échangeur de chaleur à double tubes ont été analysés, dont l’objectif est d’améliorer ses performances. Trois configurations à base de tube centrale ont été étudiées, à savoir : cylindrique lisse, conique lisse, conique ondulée avec des géomètres différentes convexe et concave. L’eau chaude et l’eau froide sont les fluides utilisés dans cette étude. Les équations gouvernantes sont résolues par la méthode des volumes finis basée sur l'algorithme SIMPLE pour le couplage vitesse-pression. Les décrire le phénomène de turbulence, le modèle k-ε standard a été utilisé. Les simulations sous le code CFD « FLUENT », ont été effectuées sur une plage de nombres de Reynolds allant de 1850 à 36 000. Les résultats ont montré que les ECDT à tube centrale ondulé ont un effet significatif sur les performances thermo-hydrauliques de l’échangeur de chaleur.