Echanges thermiques (IEN / ME / SEM) - 3EU6ETH6

Objectif(s)

Compte-tenu des enjeux actuels liés à l’optimisation énergétique et au management thermique plus généralement, la compréhension fine des mécanismes de transfert de chaleur devient cruciale dans la pratique de l'ingénierie. Les transferts de chaleur sont omniprésents lorsqu’il s’agit de concevoir des véhicules, des centrales électriques, des réfrigérateurs ou pompes à chaleur, des appareils électroniques, des bâtiments optimisés...etc.
Ce cours a donc pour objectif de délivrer un socle de connaissances et savoir-faire pour résoudre un problème d’ingénieur impliquant des échanges thermiques. Les principaux modes de transferts de chaleur sont évoqués :

• Conduction
• Convection
• Rayonnement

Les échangeurs de chaleur sont couramment utilisés dans la pratique dans un large éventail d'applications, des systèmes de chauffage et de climatisation dans les ménages, au traitement chimique et à la production d'électricité dans les grandes usines. Dans l'analyse des échangeurs de chaleur, il est généralement pratique de travailler avec la différence de température moyenne logarithmique, qui est une différence de température moyenne équivalente entre les deux fluides pour l'ensemble de l'échangeur de chaleur. Nous abordons ensuite la méthode d'efficacité qui nous permet d'analyser les échangeurs thermiques lorsque les températures de sortie des fluides ne sont pas connues. Une introduction aux transferts thermiques avec changement de phase (ébullition en vase et convective, condensation convective, en film et en goutte) apporte une compréhension globale des régimes d’écoulement et des ordres de grandeur des transferts thermiques associés. Une application au dimensionnement d’un condenseur permet de mettre en œuvre les différents outils abordés en tenant compte des spécificités liées aux zones monophasiques et diphasiques de l’échangeur.

Responsable(s)

Yann BULTEL

Contenu(s)

• Bilan de chaleur
• Conduction
  Conduction stationnaire sans source et analogie électrique
  Ailettes
  Conduction stationnaire avec source interne et conductivité thermique équivalente
  Conduction instationnaire, nombre de Biot, choc thermique et conditions oscillantes
• Convection
  Convection forcée
  Convection naturelle
• Rayonnement
  Notions fondamentales
  Les corps noirs et les corps opaques réels
  Puissance échangée entre surfaces noires
  Puissance échangée entre surfaces grises
• Échangeurs de chaleur
  Description des échangeurs
  Évaluation des performances thermiques
  Dimensionnement des échangeurs de chaleur
  Intensification des transferts de chaleur
  Problèmes rencontrés avec les échangeurs

• Transfert de chaleur avec changement de phase
  Une introduction aux transferts thermiques avec changement de phase (ébullition en vase et convective, condensation convective, en film et en goutte) apporte une compréhension globale des régimes d’écoulement et des ordres de grandeur des transferts thermiques associés. Une application au dimensionnement d’un condenseur permet de mettre en œuvre les différents outils abordés en tenant compte des spécificités liées aux zones monophasiques et diphasiques de l’échangeur.

• Travaux Pratiques
  Conduction
  Convection
  Thermosiphon
  Rayonnement

Aucun

Contrôle des connaissances

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

• Cursus ingénieur - Ingénieur ME - Semestre 6
• Cursus ingénieur - Ingénieur SEM - Semestre 6
• Cursus ingénieur - Ingénieur IEN - Semestre 6

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 3EU6ETH6
Langue(s) d'enseignement :

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