Recherche Avancée

Thèse soutenue

Identification des échangeurs de chaleur à plaques : application à l'étude de l'encrassement par les produits laitiers

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Auteur / Autrice : Franck Delplace
Direction : Michel Lebouché
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique énergétique
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Nancy 1
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Résumé

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Nous avons étudié le comportement hydrodynamique et thermique d'un canal d'échangeur de chaleur à plaques (ECP) traitant des fluides newtoniens et non newtoniens. Puis dans le cadre du programme européen joule II, nous avons étudié l'encrassement protéique d'échangeurs équipés de plaques à cannelures droites et à chevrons. Les essais expérimentaux ont été réalisés sur des échangeurs de taille pilote. Les caractéristiques rhéologiques des fluides testes furent établies au laboratoire (courbes d'écoulement). La dénaturation thermique de la -lactoglobuline a été mesurée à l'aide d'une méthode d'immunodiffusion. Les résultats de la caractérisation de la partie régulière d'un canal d'ECP sont présentés sous la forme de corrélations entre nombres adimensionnels: facteur de frottement, nombre de Reynolds, nombre de Nusselt et nombre de Prandtl. La viscosité newtonienne ou apparente des fluides fut calculée à la température de film. Dans le cas des fluides pseudoplastiques, nous avons proposé une définition originale du nombre de Reynolds généralisé prenant en compte la complexité de la géométrie d'un canal d'ECP. Concernant l'encrassement, nous avons mis en évidence le lien entre la formation des dépôts sur les surfaces d'échange et la structure fine de l'écoulement. Puis, à partir de calculs et de mesures de la dénaturation de la -lactoglobuline, nous avons proposé un modèle permettant de prédire les masses de dépôt dans les canaux d'ECP après un certain temps de fonctionnement. Enfin, nous avons modélisé la chute des performances thermiques de nos échangeurs