I. Généralités

 

La relation bien connue, qui relie le flux ou la puissance thermique échangée Φ et l’écart de température logarithmique moyen s’exprime par :

 

II. Les ailettes

 

Dans le cas des échangeurs à plaques et ailettes brasées, différentes géométries d’ailettes équipent les appareils actuels :

 

III. Les inserts

 

Ce type de dispositif est inséré dans un tube lisse et favorise l’amélioration du transfert de chaleur : certains jouent un simple rôle d’ailettes, d’autres favorisent des écoulements rotatifs ou des mélanges de filets fluides tandis que d’autres encore constituent des rugosités qui cassent la couche limite à proximité de la paroi. Ces dispositifs présentent certains avantages par rapport aux tubes ou plaques à paroi déformée (corruguée, rugueuse, etc.) :

 

IV. Les rugosités en paroi

 

Il existe de nombreux cas présentant des rugosités dans les échangeurs de chaleur que la surface d’échange soit une plaque, la paroi interne d’un tube, la paroi externe d’un tube. Il existe également une masse considérable de données relatives à ce type d’intensification de l’échange.

 

On peut classer les rugosités en plusieurs familles : les rugosités à trois dimensions dont l’exemple le plus commun est la paroi passée à la toile émeri, les corrugations à deux dimensions caractérisées par des obstacles à la paroi répartis régulièrement, les rainures à deux dimensions réparties régulièrement à la paroi. Pour caractériser la géométrie de ces rugosités, on retient des nombres adimensionnels suivant :