1.6 Co-versus flux à contre-courant
Les flux à l’intérieur d’un échangeur de chaleur peuvent être agencés de différentes manières pour répondre à différents objectifs. Les possibilités sont le flux à contre-courant, le flux à co-courant et le flux croisé, dont les deux premiers sont représentés sur la figure 1.8. Il existe différentes formes d’échangeurs de chaleur dits à flux croisés dans lesquels les flux sont plus ou moins perpendiculaires entre eux.
Dans les BPHEs, le flux à contre-courant est de loin l’arrangement le plus courant. Dans ce cas, il est possible que le liquide de refroidissement parte à une température plus élevée que la température de sortie du liquide de chauffage. Un des grands avantages du flux à contre-courant est la possibilité d’extraire une proportion plus élevée de la teneur en chaleur du fluide de chauffage. Il est important de noter que la valeur LMTD pour le flux à contre-courant est beaucoup plus grande que pour le flux à co-courant à la même température terminale (voir Figure 1.9).
Le motif de l’utilisation du flux à contre-courant devient évident en se référant à l’équation 6. Un LMTD élevé implique qu’une zone de transfert de chaleur plus petite est nécessaire, je.e. le BPHE peut être fabriqué avec moins de plaques. Cependant, le flux de co-courant se produit également dans les BPHEs lorsque l’application le demande, par exemple dans des évaporateurs inondés. Une conséquence d’une disposition à co-courant est que la température de sortie du milieu de refroidissement ne peut jamais dépasser la température de sortie du milieu de réchauffement. Il convient également de noter que dans un agencement à co-courant, il y a un grand gradient de température au début de l’échangeur de chaleur, ce qui fait que l’ébullition commence plus tôt.
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