Simulation des cycles de machines frigorifiques à absorption

IV.3.1.2.1 Organigramme de calcul

On donne dans ce qui suit un organigramme pour le calcul de la température, la pression etant de 0.016 jusqu'à 20 bar, et la concentration varie de 0 à 1. D'où on peut tracer le diagramme d'Oldham automatisé figures [(V.2) et (V.3)], (chapitre V).

P = 0.016

Ecrire P, T, î

Oui

P =20

Non

Oui

î = 1

Non

Fin

P =P+0.5

î = î +0.05

A=f1(î) équation (IV.4)

B=f2(î) équation (IV.5)

T=B(î)/(A(î)-log(P)) équation (IV.6)

î = 0

Début

Organigramme IV.1. Démarche de calcul pour le diagramme d'Oldham.

IV.3.1.3. Automatisation du diagramme de Merkel

Grâce aux deux équations (II.48) et (II.55), (chapitre II) pour les deux phases liquide et vapeur, on peut déterminer les enthalpies massiques du mélange NH3-H2O et ceci pour les deux phases de ce dernier. Le diagramme de Merkel est composé de deux parties :

· Partie inférieure (liquide) comporte :

y' Des réseaux d'isothermes ;

y' Des réseaux d'isobares (courbes d'ébullition).

· Partie supérieure comporte :

y' Des courbes d'égale concentration de phase vapeur en équilibre avec la phase liquide ;

y' Des courbes de condensation (rosé).

IV.3.1.3. Organigrammes de calcul

Dans ce qui suit nous donnons des organigrammes pour le tracé de chaque partie.

Début

a- Les réseaux d'isobares :

P = 0.1

î = 0

A=f1(î) équation (IV.4)

B=f2(î) équation (IV.5)

T=B(î)/(A(î)-log(P)) équation (IV.6)

h_m = f3(T,P, î) équation (II.48)

L

P =P+Pas

Ecrire P, T, î , h

L
m

Oui

î =1

Non

Oui

P = 50

Non

Fin

î = î +0.01

Organigramme IV.2. Démarche de calcul pour les réseaux d'isobares.

b- Les réseaux d'isothermes :

Début

T=273.15

î s1

î = î +0.005

T =T+20

A=f1(î) équation (IV.4)

B=f2(î) équation (IV.5)

P=f3(T, î) équation (IV.3)

h_m = f4(T,P, î) équation (II.48)

L

Ecrire P, T, î, hm ^L

Oui

î = î s2

Non

Oui

T = 515.15

Non

Fin

Organigramme IV.3. Démarche de calcul pour les réseaux d'isothermes.

NB:

î,s1 : représente la concentration correspondante à la température donnée, et à la pression de 0.1 bar.

î,s2 : représente la concentration correspondante à la température donnée, et à la pression de 50 bar.

c- Les lignes de condensation :

Début

î = î +0.01

P = 0.1

î = 0

P = 50

Fin

Non

P =P+Pas

T=f1(P, î) équation (IV.7)

h_m = f2(T,P, î) équation (II.55)

g

Ecrire P, T, î , ^g

h_m

Oui

î =1

Non

Oui

Organigramme IV.4. Démarche de calcul pour les lignes de condensation.

d- Les courbes d'équilibre de la phase vapeur avec la phase liquide :

Début

P = 0.1

î = 0

î = î +0.01

P =P+Pas

Ecrire P, T, x, y, hm ^L

Non

Oui

î =1

Non

Oui

P = 50

Non

Fin

A=f1(î) équation (IV.4)

B=f2(î) équation (IV.5)

T=f1(P, î) équation (IV.7)

y=f4(P, î) équation (IV.12)

h_m = f5 (T,P,y) équation (II.55)

g

Organigramme IV.5. Démarche de calcul pour les courbes liquide-vapeur.

IV.3.2. Machine frigorifique à absorption à simple étage

Pour le calcul des paramètres du processus de la machine à simple étage, nous avons adapté l'organigramme suivant :

Tb = Tb+2.5

Calcul du cycle :

- Calcul des P, T, H des points d'états (7-12) pour l'ammoniac (î=99.7 %) ; - Calcul des P, T, H, î des points d'états (1-6) pour la solution NH3-H2O ;

- Calcul des débits de masse circulant dans l'installation ;

- Le calcul des flux de chaleur pour chaque échangeur ;

- Calcul du coefficient de performance.

- Ecrire P, T, î ,h ,?, m pour tous les points d'états ; - COP de l'ensemble de l'installation.

Non verifier

Non

Introduction des données

Oui

Oui

Bilan
Thermique

Tab = 20

Tab =40

Tb = 70

Tb =90

?î ?5%

Début

Fin

Verifier

Oui

Non

Le cycle physiquement impossible

Non

Tab = T_ab+2.5

Organigramme IV.6. Organigramme de simulation d'une machine à absorption à simple étage.

Organigramme IV.7. Organigramme de simulation d'une machine à absorption à deux étages.

Tab2 = Tab2+2.5

Tb2 = Tb2+2.5

Calcul du cycle :

- Calcul des P, T, H des points d'états (7-12) pour l'ammoniac (î=99.7 %) ; - Calcul des P, T, H, î des points d'états (1-6) pour la solution NH3-H2O ;

- Calcul des débits de masse circulant dans l'installation ;

- Le calcul des flux de chaleur pour chaque échangeur ;

- Calcul du coefficient de performance.

Non verifier

- Ecrire P, T, î ,h ,?, m pour tous les points d'états ; - COP de l'ensemble de l'installation.

Non

Non

Introduction des données

Bilan
Thermique

Tb2= 100

Tb2 =120

Tb1 =100

Tab1 = 20

Tab2 = 40

Tab2 =60

Tab1 =40

?î ?5%

Tb1 = 75

Fin

Verifier

Oui

Oui

Oui

Oui

Oui

Non

Le cycle physiquement impossible

Non

Non

Tab1 = Tab1+2.5

Tb1 = Tb1+2.5

IV.3.3. Machine frigorifique à absorption à deux étages

Début

IV.4. La simulation du fonctionnement du système par le programme "ABSIM" [46], [47]

Le développement accéléré des systèmes à absorption dans les deux dernières décennies, à crée un grand besoin d'un programme de simulation effectif et rentable pour prédire les performances, analyser le comportement et améliorer les différentes études des paramètres d'optimisations.

Le professeur Grossman GERSHON, de l'institut de Technologie « Technion de Haifa, Israël, a développé un software appelé "ABSIM" figure (IV.4), sa structure est représenté schématiquement dans la figure (IV.5).

Figure IV.4. Le programme ABSIM tel qu'il s'affiche à l'écran.