MAXIMISATION DE LA PUISSANCE THERMIQUE D’UN ECHANGEUR DE CHALEUR A PLAQUE PAR LA METHODE DES PLANS D’EXPERIANCES

Abstract

Les échangeurs de chaleur sont des dispositifs conçus pour transférer de la chaleur entre deux ou plusieurs fluides, ils existent sous plusieurs types. Notre travail a été essentiellement centré sur les échangeurs de chaleur à plaques qui existent eux aussi à leurs tours sous différents types, l’objectif à atteindre est d’arriver à trouver des résultats optimaux qui mènent à transférer le plus de puissance thermique possible et donc avoir une perte d’énergie minime. À cet objectif et par la méthode des plans d’expérience une simulation d’un totale de 16 expériences a été effectuer par le logiciel nommé Minitab, en prenant en compte 4 facteurs : la dimension caractéristique des canaux, la profondeur de l’échangeur, la vitesse de l’écoulement et la conductivité thermique des ailettes. L’analyse faite nous a permis de déterminer que le facteur le plus significatif sur la puissance thermique était la conductivité thermique des ailettes et nous a aussi permis de mieux savoir d’où venait le problème grâce aux diagrammes de contours et d’interaction pour au final atteindre notre objectif à l’aide de l’option d’optimisation. Mots clés : échangeur à plaque, plan d’expérience, optimisation. Abstract : Heat exchangers are devices designed to transfer heat between two or more fluids, they come in several types. Our work has been mainly focused on plate heat exchangers which also exist in their turn in different types, the objective to be achieved is to find optimal results which lead to transfer as much thermal power as possible and therefore have minimal energy loss. To this end and by the experimental design method, a simulation of a total of 16 experiments was carried out by the software named Minitab, taking into account 4 factors: the characteristic dimension of the channels, the depth of the exchanger, flow velocity and thermal conductivity of the fins. The analysis made allowed us to determine that the most significant factor on the thermal power was the thermal conductivity of the fins and also allowed us to better know where the problem came from thanks to the contour and interaction diagrams for au final achieve our goal using the optimization option. keywords: plate heat exchanger, design of experiment, optimization.

ملخص: المبادلات الحرارية هي أجهزة مصممة لنقل الحرارة بين سائلين أو غازين أو صلبين أو أكثر، و هي تأتي في عدة انواع ركز عملنا بشكل أساسي على المبادلات الحرارية للالواح والتي توجد بدورها ايضا في انواع مختلفة والهدف الذي يجب تحقيقه هو العثور على النتائج المثلى التي تؤدي الى نقل اكبر قدر ممكن من الطاقه الحرارية وبالتالي تقليل الطاقة الى الحد الادنى تحقيقا لهذه الغاية من خلال البعد :طريقة الخطط التجريبية تم اجراء محاكاة مجموعه ستة عشر تجربة بواسطه البرنامج المسمى مينيتاب مع مراعاة اربعة عوامل المميز للقنوات المبادل و سرعة التدفق والتوصيل الحراري للزعانف سماح لنا التحليل الذي تم اجراؤه لتحديد ان العامل الاكثر اهمية في الطاقه الحرارية هو التوصيل الحراري للزعانف كما اتاح لنا معرفه افضل من اين جاءت المشكله بفضل المخططات الكنتورية والتفاعلية في تحقيق هدفنا النهائي باستخدام خيار التحسين الكلمات المفتاحية :مبادل حراري لوحي ، تصميم تجريبي، التحسين