CONCLUSION

On peut ainsi résumer les propriétés de l’échauffement relatif suivant le mode d'écoulement :

— en écoulement laminaire non établi (que ce soit pour l'écoulement dans les

conduits ou l’écoulement sans remous perpendiculaire aux tubes), l'échauffement est a

proportionnel au groupement sans dimension ( ) et reste indépendant dans les

U deux cas de la viscosité du fluide et du diamètre du tube;

— en écoulement turbulent établi dans les tubes ou dans lécoulement perpendiculaire aux tubes avec un grand nombre de Reynolds, l’échauffement relatif sera proportionnel au groupement (k®—2/%R@—02), k étant dans le premier cas l'allongement du tube et, dans le deuxième cas, le serrage du rideau.

On voit ainsi que les modes d'écoulement qui semblent très éloignés (écoulement dans des tubes et écoulement perpendiculaire) se rapprochent beaucoup pour le même régime d'écoulement, alors que les régimes laminaires et turbulents ont des propriétés très distinctes pour lesquelles il est difficile de prévoir une continuité.

Dans cet ordre d’idées, nous avons réalisé des expériences aérodynamiques où nous avons trouvé une zone assez étendue de nombres de Reynolds (2 000 à 3 000) dans lesquels chacun des régimes nettement différents était possible et semblait stable. L'écoulement dépendait de la façon dont l’essai était mené et, vraisemblablement, du degré de turbulence du fluide.

De la même façon, les essais relatés ici sur le radiateur Chausson ($ 10,3) montrent que dans certains cas, avec des nombres de Reynolds assez bas (880), on a un écoulement qui a toutes les propriétés de l'écoulement turbulent.

Par contre, avec l'appareil de refroidissement d’huile, dont les essais sont relatés ici, nous avons trouvé, pour des nombres de Reynolds de 2 500 et 4000, des valeurs d’échauffement intermédiaires entre celles données par les formules valables pour les deux écoulements. (On était vraisemblablement dans la deuxième zone du $ 5,0 que nous avons systématiquement négligée dans l’exposé précédent.)

On voit ainsi qu'une étude de transmission forcée de la chaleur doit être d’abord une étude physique du mode d'écoulement des fluides.

Au point de vue industriel, la question est plus simple, car l'écoulement turbulent est le plus souvent employé. C’est dans ce cas où nous nous placerons maintenant.

L'emploi du paramètre d’échauffement relatif pour définir un appareil prend un intérêt tout particulier. [1 dépend de €? pris dans la couche-limite et il est presque indépendant des débits de fluides. On arrive à cette conclusion un peu paradoxale que

deux échangeurs homothétiques (même valeur de à) sont thermiquement très voisins,

quel que soit le débit.

Il faut tout de suite remarquer que la perte de charge du fluide à travers l’appareil, donnée par la relation :

Ap— G pv&) 2 © F2,

impose le plus souvent les vitesses, c’est-à-dire les sections à respecter pour chaque débit de fluide.

Un échangeur est ainsi défini par son échauffement relatif à une homothétie près (débit). Il est évident que si l’on veut le définir par son flux de chaleur il faut encore faire intervenir les débits et les différentes températures, ce qui est notablement plus lourd. Cette tournure d’esprit remonte peut-être en partie aux premiers savants qui ont étudié le fluide sans poids, dit «calorifique ». Cependant, lorsqu'on a besoin d’appareils thermiques on les appelle couramment « échangeurs de températures » et non « échangeurs de calories », car, si le but cherché est fréquemment d'obtenir une température de sortie d’un fluide, les mesures s'effectuent toujours sur les températures d’entrée et de sortie de chaque fluide. C’est du reste le point de vue expérimental qui nous a mis sur cette voie.

En plus de sa simplicité d'emploi, la justification la meilleure de ce mode de représentation réside dans sa souplesse qui permet de construire des formules analogues aux formules de pertes de charge qui sont très bien connues et de suivre ainsi les principaux aspects de l’écoulement des fluides. Le recoupement des formules indiquées avec les résultats d'essais exposés au chapitre 10 ainsi que leur homogénéité montre l'intérêt de cette notation.

Cet intérêt est aussi appréciable pour la détermination d’un échangeur à deux

fluides, on peut facilement déterminer l’allongement total des circulations ) connais-

sant ou s'étant imposé l’échauffement relatif correspondant au fluide intérieur. Le nombre de tubes est déterminé par la valeur admissible de la perte de charge. Le nombre de chicanes nécessaires sera alors déterminé pour assurer l’échauffement désiré du fluide extérieur aux tubes. Si la perte de charge est trop grande ou trop faible, on choisira un autre échauffement fluide métal pour le premier fluide (on a généralement intérêt à prendre des échauffements relatifs égaux).

En étudiant ainsi isolément les échanges de chaleur de chaque fluide, on aura un appareil sûr dont les dimensions seront le plus souvent faibles par rapport aux appareiïls usuels pour lesquels les échanges sont repérés uniquement par des coefficients globaux, généralement très larges et par surcroit fréquemment renforcés d’un important coefficient de sécurité pour tenir compte du fait que, « une certaine fois », un des fluides, dont l’écoulement avait été négligé, avait fait tomber très bas le coefficient global.