II.2.B. Les condenseurs à plaques :
On distingue suivant la géométrie de canal
utilisée : les condenseurs à surface primaire et les Condenseurs
à surface secondaire.
Parmi les Condenseurs à surface
primaire, le type le plus commun est le condenseur à
plaques et
joints, dont les applications sont limitées par la
pression maximale de service et par la pression
différentielle entre
les deux fluides. On peut réaliser industriellement aujourd'hui des
condenseurs
fonctionnant à des pressions de l'ordre de 15 à 20
bar ; la température maximale de service est limitée par la
nature des joints.
Les Condenseurs avec plaques soudées permettent
d'utiliser ces surfaces d'échanges primaires à des niveaux de
température et de pression plus élevés que les Condenseurs
à plaques et joints. Tous les fluides peuvent être
véhiculés dans ces Condenseurs, mais les fluides encrassant sont
à utiliser avec précaution.
Les Condenseurs à surface
secondaire utilisent des ailettes plissées ou
ondulées qui sont insérées entre les plaques. Pour des
applications cryogéniques ou aéronautiques, les matériaux
utilisés sont l'aluminium ou l'acier inoxydable, l'assemblage se faisant
au moyen d'une technique de brasage sous vide.
II.2.B. 1. Condenseurs à surface primaire :
Les Condenseurs à surface primaire sont
constitués de plaques corruguées, nervurées ou
picotées. Le dessin du profil des plaques peut être assez
varié mais il a toujours un double rôle d'intensification du
transfert de chaleur et de tenue à la pression par multiplication des
points de contact. Les différentes géométries de plaques
les plus couramment rencontrées sont présentées sur
la (Figure II.14).
Figure II.14: Différentes
géométries de plaques du condenseur à surface primaire
II.2.B. 1 .a. Condenseurs à plaques et joints
:
La surface d'échange est alors composée de
plaques métalliques, équipées de joints, serrées
les unes contre les autres à l'aide de tirants entre deux flasques, l'un
fixe, l'autre mobile (Figure II.16). Un rail fixé sur
le flasque fixe et sur un pied supporte l'ensemble des plaques et permet le
déplacement de celles-ci pour les manutentions (montage, nettoyage,
etc.). Les plaques définissent un ensemble de canaux dans lesquels
circulent respectivement chacun des fluides.
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Figure II.15 : Condenseur à plaques et
joints
Figure II.16 : Schéma descriptif d'un
Condenseur à plaques et joints
Les différents composants d'un condenseur à plaques
et joints :
1. Bâti fixe ;
2. Pack de plaques ;
3. Bâti de compression mobile ;
4. Rail de guidage supérieur ;
5. Rail de guidage inférieur ;
6. Support ;
7. Tirants.
Le dessin des plaques et de leurs cannelures
varie d'un constructeur à l'autre ; il existe de par le monde une
soixantaine de dessins de plaques ; aussi est-il difficile de donner les
caractéristiques précises et spécifiques de chaque
plaque.
Les plaques sont obtenues par emboutissage. Les
matériaux utilisés sont en général l'acier
inoxydable, le titane ou tout autre matériau suffisamment ductile
(Hastelloy, Incaloy, Uranus B6, Monel, Cupronickel, etc.). Pour des
applications courantes, les plaques ont une épaisseur de l'ordre de 0,6
à 0,8 mm mais, dans certains cas, des épaisseurs
supérieures au millimètre peuvent être mises en oeuvre.
Les cannelures ont pour but essentiel d'augmenter les
turbulences pour accroître les coefficients d'échange thermique,
mais également d'assurer la rigidité mécanique par un
grand nombre de contacts métal-métal. Les deux
géométries de cannelures les plus fréquemment
utilisées sont les cannelures droites ou à chevrons :
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