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Étude comparative des résultats de calculs de performance d’un échangeur entre les logiciels EchTherm, HTRI, et les résultats expérimentaux issus d’un banc d’essais – Échangeur à tubes et calandre

Résumé :

L’objectif de ce rapport est de fournir les résultats de performances d’un échangeur à tubes et calandre issus de simulations réalisées à l’aide des logiciels EchTherm et HTRI et de comparer les résultats desdits logiciels avec les résultats expérimentaux de performances de ce même échangeur testé sur un banc d’essais.

Ce document fait suite au rapport technique "Etude comparative des résultats de calculs entre les logiciels EchTherm et HTRI sur 9 cas d’études", rédigé en 2018 par le GRETh, qui a permis de comparer des résultats de calculs échangeur issus du logiciel EchTherm avec ceux du logiciel Xchanger Suite 7 de la société HTRI. Parmi les 9 cas d'études traité, 5 étaient réalisés sur une technologie d'échangeur à tubes et calandre. Comme chaque logiciel est doté, entre autres, de ses propres corrélations et méthodes de calcul, des écarts de résultats plus ou moins important ont été relevés entre EchTherm et HTRI.

Afin de compléter cette première analyse, le GRETh a donc réalisé une campagne d’essais sur un échangeur à tubes et calandre afin de confronter les résultats des logiciels à des mesures issues d’un banc d’essais.

Les principales caractéristiques des essais qui ont été menés sont les suivantes :

  • Fluides monophasiques : eau/eau
  • Température : entre 10°C et 90°C
  • Puissance : jusqu’à 1,3 MW
  • Débit : jusqu’à 30 kg/s

Le présent rapport technique est organisé de façon à fournir avec le plus de clarté possible l’ensemble des éléments qui ont permis à ce travail d’être mené à bien. Ainsi, voici les thèmes des principaux chapitres de ce rapport :

  • Présentation de l’échangeur et du banc d’essais ;
  • Choix des points d’essai ;
  • Présentation de la métrologie ;
  • Analyse des incertitudes de mesures ;
  • Traitement et méthode d’analyse d’un point d’essai ;
  • Analyse et comparaison des résultats sur chaque cas d’étude ;
  • Analyse globales et explications associées.

On note que les résultats des comparaisons (Logiciels VS Expérimentations) sont présentés sous la forme de tableaux complets mais également sous forme de graphiques de type Radar afin de proposer une analyse des résultats qui se veut visuelle, rapide et efficace tout en restant suffisamment quantitative.

En toute fin de document, une synthèse sera fournie et permettra de proposer des perspectives sur les axes de développement et d’amélioration du logiciel EchTherm.

Ce document est à mis à disposition de façon exclusive aux adhérents du GRETh.

Auteur(s)
GRETh
Année
2020
Mots-clés
Échangeur de chaleur, tubes et calandre, logiciel, EchTherm, HTRI, simulation, essai, expérimentation, banc d’essais, mesure, analyse de données, incertitude.

 

 

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À propos GRETh

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Le GRETh, fédère un collectif d'industriels dont l'activité est la fabrication d’échangeurs et d’équipements thermiques, les études d’ingénieries d’installations thermiques pour l’industrie et le bâtiment ainsi que l’exploitation de sites de production et de conversion d’énergie.