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Etude de l'influence de la température du fluide sur la performance d'un échangeur de chaleur de la raffinerie d'Alger

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par Nadjet Fadel
Université des sciences et de la technologie Houari Boumédiene à  Alger - Ingénieur d'état option: génie chimique 2010
  

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III.5. Résistance d'encrassement [14]

La résistance d'encrassement peut s'exprimer par la différence entre la résistance thermique globale de l'échangeur à l'état encrassé et celle de l'échangeur à l'état propre.

UU

Rd =

1 1 (III.1)

p

Le coefficient global de transfert de chaleur U rapporté à la surface extérieur du tube (fluide chaud) ;

1 1 A 1 A

0 0

= + R A R R

+ + + (III.2)

cd 0 d 0 di

U h A h A

0 i i i

1 Up

1

1 A

Pour des éléments neufs Les résistances à l'encrassement sont nulles, on définit le coefficient de transfert propre Up :

0

= + +RA

cd 0 (III.3)

h

h A

0 i i

Parois cylindriques

A 0 = d0LN t 7t (III.4)

1
U

1

= + A ln(d d ) /2kL 7t

0 0 i

h0

A 1 A

0 0

+ R + R + (III.5)

d 0 di A h A

i 0 i

1

= + A ln(d d ) / 2kL 7t +

0 0 i

h 0

1 (III.6)

A 0

0 A i

1 Up

h

Pour la surface d'échange formée par des tubes cylindriques de petit diamètre, le coefficient global de transfert propre est donné par :

III.6 Les différentes allures de la résistance d'encrassement [12]

Il existe trois formes générales d'évolution de la résistance d'encrassement au cours du temps comme il est montré sur la figure III.3 : Variation linéaire, à faible vitesse et asymptotique.

Figure III.3 : Evolution de la résistance d'encrassement en fonction du temps [18]

· Période d'induction

C'est la période durant laquelle aucun dépôt n'apparaît celle-ci évolue depuis la mis en service de l'appareil. Selon le type de l'encrassement, cette période est appelée : temps du nucléation, d'induction ou d'incubation si l'encrassement se fait respectivement par cristallisation, par réaction chimique ou encrassement biologique.

· Evolution linéaire

Cette évolution s'exprime sous la forme R d = K. t

OÙ K représente le taux d'accroissement de la résistance d'encrassement R. Cette relation est généralement caractéristique des dépôts durs et adhérents et indique que la vitesse de dépôt b d est constante et qu'il n'y a pas de réentrainement. ( b r est nulle).

· Evolution exponentielle

Après un certain temps de fonctionnement de l'échangeur, la résistance d'encrassement atteint une valeur constante appelée Résistance asymptotique d'encrassement. Cette évolution est corrélée par une équation de la forme :

Ott : Rd *: valeur asymptotique de la résistance d'encrassement lorsque t ? 8 ;

fi : Paramètre représentant l'inverse du temps de relaxation. Il dépend des propriétés

du système.

Ce type d'évolution asymptotique est généralement observé lorsque le dépôt est « mou » Et fragile.

Dans ce cas, la vitesse de déposition est constante et celle de réentrainement est proportionnelle à l'épaisseur du dépôt.

Dans la pratique, le réentraînement d'une partie du dépôt et modifient, par conséquent, l'évolution de la résistance d'encrassement en fonction du temps. On obtient alors une évolution en « dents de scie ».[12]

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