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Les fluides de transfert thermique

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L'eau et la vapeur sont les fluides thermiques les plus employés dans l'industrie.
L'eau en refroidissement est de préférence utilisée en circuit fermé sur une tour de refroidissement atmosphérique. La température de l'eau de refroidissement ne devra pas dépasser 45°C pour limiter les dépôts de tartre dans les échangeurs. Si le procédé à refroidir est à une température trop élevée, il sera préférable d'utiliser un refroidissement direct à l'air.
Les conditions atmosphériques font que la température la plus froide d'une tour atmosphérique ne pourra pas être inférieure à 25°C en été. Pour des températures plus basses, il faudra faire appel à un système frigorifique.
La vapeur peut être utilisée pour le chauffage depuis la température ambiante jusqu'à des températures de l'ordre de 300°C (pression de vapeur de 100 bars environ). Le chauffage par la vapeur nécessite une infrastructure importante (traitement de l'eau d'appoint, générateur de vapeur, recyclage des condensats, ...); pour des unités de petite taille on pourra envisager l'emploi d'un fluide caloporteur organique (huile chaude) lui-même chauffé électriquement ou dans une chaudière à combustible. Le mélange eutectique de biphényl (DP) et d'oxyde de diphényl (DPO) (Dowtherm, Therminol, ...) est largement répandu et utilisable jusqu'à une température de 400°C.
Jusqu'à une température de 500°C des sels fondus peuvent être utilisés pour assurer le chauffage ou le refroidissement. Le plus courant d'entre eux est le mélange de nitrate et de nitrite de sodium et potassium, liquide à partir de 140°C.

Propriétés physiques de fluides caloporteurs

Eau
100 bars, 300°C
Eutectique DP:DPONitrates:Nitrite
250°C
Nitrates:Nitrite
450°C
Masse volumique
(kg/m3)
79987118951748
Caleur spécifique
(kJ/kg/K)
4,842,561,561,56
Conductibilité thermique
(W/m/K)
0,620,1040,40,3
Viscosité
Température de fusion
(°C)
012146146

Au delà de 500°C, le chauffage du fluide doit faire appel à un chauffage direct, électrique ou en brûlant un combustible dans un four.


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