Amélioration des caractéristiques thermiques des réchauffeurs de gaz naturel
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Date
2024
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Publisher
ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DE TECHNOLOGIE ET D’INGENIERIE - ANNABA
Abstract
Ce projet de fin d'étude a porté sur la modélisation et la simulation numérique d'un réchauffeur de gaz naturel, avec un accent particulier sur l'amélioration de l'échange thermique entre le tube à feu et le bain d'eau par l'ajout d'ailettes annelées. Les simulations ont été effectuées en utilisant les logiciels ANSYS Design Modeler 2022 R1, ANSYS Mesher 2022 R1, et ANSYS Fluent 2022 R1. La géométrie du réchauffeur a été simplifiée pour des raisons de contraintes techniques et de ressources de calcul, tout en conservant des dimensions fidèles à celles utilisées dans des études expérimentales antérieures. Le réchauffeur étudié est un appareil de chauffage de type chauffe-eau indirect, avec un tube à fumée en forme de U, intégrant la chambre de combustion et le brûleur, immergé dans un bain d'eau. Les résultats des simulations ont montré que l'ajout d'ailettes améliore significativement l'efficacité du transfert de chaleur. Pour la configuration sans ailettes, la température moyenne du bain d'eau était de 31.50°C, avec une plage de température de 31.00°C à 31.50°C. En ajoutant 5 ailettes de 10 mm d'épaisseur, la température moyenne du bain d'eau a augmenté à 33.06°C, avec une plage de température de 31.22°C à 35.80°C. Avec 5 ailettes de 30 mm d'épaisseur, la température moyenne du bain d'eau a atteint 33.60°C, avec une plage de température de 33.20°C à 36.00°C. Enfin, la configuration avec 20 ailettes de 30 mm d'épaisseur a montré la meilleure performance, avec une température moyenne du bain d'eau de 36.89°C et une plage de température de 36.12°C à 40.00°C. Les analyses des différents paramètres de combustion ont confirmé la validité et la précision des modèles utilisés. En conclusion, ce projet a démontré que l'ajout d'ailettes annelées dans les réchauffeurs de gaz naturel améliore notablement l'efficacité thermique du système. Les résultats obtenus sont prometteurs pour des applications industrielles, permettant d'optimiser les systèmes de réchauffage de gaz naturel et de réaliser des économies d'énergie.