analyse exergetique des systemes industriels - LASSC - Université ...

SYST016 ANALYSE EXERGETIQUE DES SYSTEMES INDUSTRIELS 13/10/00En ce qui concerne l'isolation thermique, l'écart de température est fixé a priori; par suite, laréduction de l'échange calorifique sera atteinte en augmentant la résistance thermique de la paroi. Icidonc, contrairement au cas de l'échangeur, c'est l'échange calorifique qu'on essaie de réduire, maisen ce faisant, on diminue aussi la perte d'exergie, qui est proportionnelle à la chaleur échangée dansla mesure où les températures T1 et T2 sont imposées.Il s'ensuit que les deux cas, à première vue opposés, de l'échangeur et de l'isolation thermique,présentent cette finalité commune qui est de tendre à réduire la perte d'exergie associée à l'échange.ECHANGEURS DE CHALEURComparaison des échangeurs théoriquesConsidérons un échangeur à courants parallèles et de sens contraires (fig. 3.5). Pour l'élémentde surface dS, on peut écrire, en désignant par G le débit et par c la chaleur spécifique :-pour le fluide chauffant : dT 1 = dQG 1c 1- pour le fluide chauffé: dT2 = dQG 2c 2⎛ 1d'où : d(T 1− T 2) = ⎜ − 1 ⎞⎟ dQ⎝ G 1c 1G 2c 2⎠T2”T1’ G1c1SdQdT2dT1dSG2c2T2’T1”Lorsqu'on a G 1 c 1 = G 2 c 2 , il vient :d (T 1 -T 2 ) = 0Figure 3.5Par suite, on obtient : T 1 -T 2 = constante. Par conséquent, si l'on réduit l'écart de températureentre les deux fluides, cette réduction est uniforme sur toute l'étendue de la surface d'échange. A lalimite, on tend vers l’annulation de l'écart de température et il en résulte la superposition des deuxcourbes de refroidissement et d'échauffement des deux fluides. L'échange est alors réversible et laperte d'exergie afférente s'annule.Lorsque G 1 c 1 ≠ G 2 c 2 , les courbes de refroidissement et d'échauffement divergent (fig. 3.6 Aet B). En tout autre point que celui-ci, l'écart de température entre les deux fluides est différent dezéro et il en résulte une irréversibilité inévitable de l'échange.T100.00T1T100.0075.00T275.0050.0050.00T125.0025.00T20.000.00 0.50 1.00G1 c1 > G2 c2S0.000.00 0.50 1.00G1 c1 < G2 c2SChapitre 3 ANALYSE EXERGETIQUE DU TRANSFERT DE CHALEUR III.10