Calorifuge par déperdition et chute de température en ligne

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3.11.3 CRITERE DE DEPERDITION TOTALE

Dans ce cas, il faut se fixer la quantité de chaleur ( W/m°K ) perdue par l'ensemble de la canalisation.

De la formule Q =
technolog-3.1.134.png
= W/m avec de = di + 2 ec

On trouve: ec =
technolog-3.1.135.png


ec = épaisseur du calorifuge ( m )
Q = quantité de chaleur ( W/m )

Dans cette formule, le rapport
technolog-3.1.136.png
a été remplacé par ( 1/he.di ) afin d'éviter les calculs par itération, puisque cela ne conduit qu'à  une erreur très négligeable vu la valeur de ce terme et que par conséquent cela va dans le sens de la sécurité.

Remarque: Si le calorifuge comporte plusieurs couches, ce qui est assez rare, le problème ne pourra être résolu qu'en effectuant plusieurs calculs.

3.11.4 CRITERE DE LA CHUTE DE TEMPERATURE EN LIGNE
La température moyenne est déduite de la formule:


Tm =
technolog-3.1.137.png



T1 = température au départ du fluide °K
T2 " à  l'arrivée " °K

Notons que cette formule peut souvent être remplacée par Tm = ( T1 + T2 ) / 2 l'erreur étant négligeable.

La quantité de chaleur perdue par seconde est tirée de la relation Q1 = qm . cpe ( T1 - T2 )
qm = débit massique du fluide ( kg/s )
cpe = chaleur spécifique (massique) à  pression constante ( J/kg. °K )
T1 - T2 = Δ T = chute de température admissible ( °K )
Q = Q1 / L = W/m ( L = longueur de la conduite en m )

La formule générale comportant un coefficient a = 1,2 à  1,3 tenant compte des pertes par supportage ou autres problèmes en ligne et négligeant les pertes externes ou internes faibles par rapport à  celles consécutives à  la conduction de l'isolant, deviendra:

ec=
technolog-3.1.138.png


Exemple numérique: Soit une canalisation dn 250 ( à˜ext = 273 mm ) véhiculant de la vapeur surchauffée à  la pression de 28 barg sous une température de 340°C avec un débit massique de 40 T/H. La température de l'ambiance est de - 20°C et la conduite développée a une longueur de 2 km. La température à  l'arrivée ne peut être inférieure à  320°C. Quel sera l'épaisseur de l'isolant nécessaire si sa conductibilité thermique moyenne est de λc = 0,05 W/m°K

Tm =
technolog-3.1.139.png


Vapeur surchauffée 28 barg à  330°C --> cpe = 2416 J/kg

Débit massique par seconde =
technolog-3.1.140.png


Déperdition calorifique maximale Q1 = 11,11 x 2416 ( 340 - 320 ) = 536 835 W

Q/m = 536 835 / 2000 m = 268,42 W/m

Considérons he = 11 W/m²°K

ec =
technolog-3.1.141.png


soit ec ~95 mm, valeur inférieure à  celle du tableau 1-189 qui donne ec = 110 mm, nous restons donc bien en sécurité.

 
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