Pression huile/ Température

[Reactor]

Bonjour à tous! Je suis nouveau sur le forum, je ne suis pas étudiant ni prof.

J’espère être au bon endroit...

Je recherche de l’aide, plutôt d’un ingénieur en mécanique des fluides ou un professeur.

Voilà, je dispose d’une source de chaleur comprise entre 400 et 500 degrés, je souhaite à l aide d’une pompe haute température et d’une huile thermique, envoyer mon huile dans un échangeur afin de monter de l eau en température elle même sous pression.

Je recherche donc dans un premier temps des informations sur la pression d’huile en circulation à haute température et le calcul des épaisseurs et nature des matériaux à utiliser pour la mise en œuvre.

Dans un deuxième temps, après échange de chaleur, j’aimerai savoir, par le calcul, à quelle pression l’huile (par dissipation) fera monter l’eau, enfin, plutôt la vapeur( en bar)

Je ne sais pas si je suis assez clair, mais je vous remercie par avance de vos réponses.

[pascal16]

c'est ce que font les échangeurs de chaleur dans les centrales nucléaires.

regarde du coté de la "pression de vapeur saturante"

[Reactor]

Déjà fait! Des tableaux donnent les valeurs T/Pression Mais aucune indication sur des T de 400 ou 500 D

De plus c est la seconde partie du problème, je dois d’abord résoudre le comportement de l huile avant échange...

[pascal16]

avec de l'eau : 300°C pour 155bars

https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9n% ... _de_vapeur

[Reactor]

Article intéressant, 155b ça donne quoi en puissance de sortie? Il doit y avoir un calcul pour ça non?
En fait, je vais utiliser la viscosité vapeur, donc je dois calculer à la fois la puissance(ou force de pression exercée) et la viscosité exercée en rapport à la pression...

Merci encore de débroussailler mes propos !

[pascal16]

le nucléaire, c'est 900MW à 1400MW en sortie, avec 50% de pertes.

[Reactor]

Je parle de puissance en watt ou je ne sais quelle mesure, la vapeur doit à un moment sortir et la question c est avec quelle force ou puissance? (Toujours avec comme base 300D et 150B

[pascal16]

1mm³ d'eau chauffé en 1s et 1mm³ chauffé en 1h, ça n'engage pas les mêmes puissances
1mm³ d'eau chauffé en 1s et 1m³ chauffé en 1s, ça n'engage pas les mêmes puissances
la puissance dépend du débit, de la différence de pression, de la déférence de pression et de ce que tu fais pour revenir à l'état initial dans le cycle (cf cycle de Carnot)


La centrale fonction en régime continue, avec un passage forcé de l'eau.
Si on ne s'en servait qu'en chauffage (sans génération de vapeur), la pression servirait simplement à transporter plus de calories dans l'eau en acceptant des différences de températures plus grandes.
Et avec capacité calorifique de l'eau, le débit, la différence de température, tu aurais la puissance fournie

[Reactor]

Oui en fait il y a 3 paramètres... mon projet c est d’utiliser mes hautes températures (pour le moment je dispose de 450/500D, pour échanger un circuit d’huile( plus stable) vers un échangeur huile/eau afin d’ en sortir une TempX.

De ce point de départ, et dans une cuve, l eau va saturée j espère à 250/300 D passer en vapeur et fournir une puissance/ pression de X bar, les problèmes à la mise au point sont nombreux, quantité et qualité de l eau, dimension des cuves et tuyaux, régulation, coup de bélier à etc.. mais je suis ici pour dégrossir, cad, trouver les températures acceptables en terme de gestion (non industriel) et puissance nécessaire à produire une poussée suffisante, puis gérer le condenseur et ses impératif afin de revenir à l état liquide, sans oublié de récupérer les calories des condensât.

Pas simple, mais j ai déjà compris deux choses, la vapeur est exponentielle avec les T et la puissance dépend de la vitesse, donc de la pression..? Suis je sur la bonne piste?

Je dois préciser que je n ai aucune formation, même de base en fluides...

[pascal16]

Ca fait trop longtemps que j'ai pas fait ce genre de calcul de thermodynamique.

Si BlackJack passe par là, il pourra t'en dire un peu plus, je pense qu'il faut décomposer les étapes avec les échanges thermiques comme dans les cycles de Carnot.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Turbine_%C3%A0_vapeur

PS : il faut aussi recompresser l'eau pour la réinjecter, c'est la dernière étape du cycle

[Reactor]

Parfait, merci quand même pour ta participation, je concède le côté « pas simple » de mes demandes...

(La compression c est pour évacuer les gaz résidentiels, c est ça?)

[pascal16]

ton eau est chauffée par ton huile.
tu as de la vapeur sous haute pression et haute température.
tu fais tourner une turbine à vapeur par exemple
tu condenses ton eau à basse pression et basse température
Mais pour remettre dans le circuit ton eau ( circuit fermé ou pas), tu dois la recompresser, à basse température, puis l'huile la réchauffera.
En fonctionnement continue, tu doit réintégrer de l'eau sous pression.


tu peux aussi chauffer une cuve d'eau, utiliser la vapeur, réintégrer l'eau condensée dans une cuve à basse température, basse pression, puis chauffer cette autre cuve avec l'huile. Pour générer une puissance continue, 3 cuves qui sont : soit en production, soit en chauffe, soit en récupération de l'eau me semble un minimum.

[Reactor]

Oui, une sorte de circuit ou je dois passer par ces trois étapes.. j’ai bien compris la schématique, reste a dimensionner l’usine à gaz...pardon, à vapeur! Sachant que sauf erreur, dans la partie décompression (condensation) je ne vais pas me gêner pour récupérer les calories...ça je gère, mais dimensionner ce circuit (calculer, pression de service, puissance délivrée sur la turbine, épaisseur des matériaux type, cuve,tuyaux, vanne, puissance de compression etc... ) voilà le cœur de mon problème maintenant !
Je dois aussi paramétrer la dimension « sécurité », pas vraiment secondaire dans ce domaine, mais j ai trouvé un site qui explique magnifiquement les pièges est comment les résoudre..
j’ai en vu que tu es de la ville à la BD, nous sommes donc voisin, si toutefois mon chemin de croix t’intéresse, tu pourras facilement venir à l’inauguration de mon usine à vapeur ! C’est pour moi l’avant dernière étape (pas la moindre) de mon réacteur... même le voisinage direct me regarde évoluer avec délectation (et folie...) il faut le dire..

Je reviens à mes moutons, tu penses que pour ces fameux calculs je dois interpeller sur le forum!? Lancer des bouteilles ou attendre sagement ??

[pascal16]

C'est un forum très orienté maths, pour de la physique, il doit y avoir des forums plus adaptés, et si tu es à la fac, rapproches toi du labo concerné et de son réseau d'anciens.

[Black Jack]

Salut,

Pour info, en réponse au rendement bien optimiste annoncé par pascal16 pour les centrales nucléaires :

Sur Wiki :

Rendement d'une centrale nucléaire
Le rendement théorique des centrales nucléaires françaises actuelles est d'environ 33 %. Les centrales électriques alimentées au fioul ou au charbon possèdent un rendement un peu supérieur (environ 40 %) car elles fonctionnent avec une température de vapeur plus élevée (moins de contraintes de sécurité).

Avec de nouveaux générateurs de vapeur, la pression secondaire des nouveaux réacteurs EPR atteint quasiment 80 bars ce qui, d'après ses promoteurs, représente la valeur conduisant au maximum de rendement pour un cycle à eau vapeur saturée soit sensiblement 36 % (cf. EPR « Différences en termes de performances »).

[Reactor]

Merci pour l’info, non je ne suis pas à la fac, j’ai 48 ans et mon domaine d’activité n’a rien à voir avec la vapeur, je pense me tourner effectivement vers black jack ou consorts ...