Thermodynamical study of heat exchangers fouling : application to the plane geometry experimental : simulation by ice deposit

Ce rapport est une étude de l'encrassement des échangeurs de chaleur à plaques. Le travail est abordé sous un angle nouveau, celui du critère entropique qui permet, à la fois de rendre compte des dégradations d'énergie mécanique, et thermique. Différents modèles sont développés : modèle mono-dimensionnel pour le demi-échangeur et l'échangeur complet ainsi que le modèle global pour l'échangeur complet (échangeur considéré comme une "boîte noire"). Ces modèles sont utilisés pour différents paramètres (températures, régimes et types d'écoulement) et adimensionnements (par rapport à la puissance initiale ou par rapport à l'état initial non encrassé) pour la configuration de base d'un éçhangeur à plaques. De plus l'étude de cas industriels pour des échangeurs à plaques corruguées a été menée en modèle global. L'aspect expérimental du travail , repose sur une simulation par dépôt de glace. Les divers montages utilisés ainsi que la métrologie empioyée sont détaillés. L'exploitation d'une première campagne de mesures a permis de comprendre l'influence de certains paramètres (températures, débits) dans la formation du dépôt de glace et de valider en partie les modèles décrits précédemment.This report is a study of plate heat exchangers fouling. This problem is dealt with a new point of view, the entropic criterion, which allows to take into account both the mechanical and therrmal energy losses. Different models are developped: mono-dimensionnal model for the half-exchanger and the whole exchanger. A global model for the whole exchanger (exchanger taken as a "black box") is also applied. These models are used with different kinds of parameters (temperatures, regimes and kinds. of flow) and adimensionnements (compared with the initial power or compared with non fouling initial state) for the basic geometry of a plate exchanger. Moreover the study of industrial cases for corrugated plates heat exchangers is done for the global model. The experimental aspect of this work is an ice deposit simulation. The different devices used for this part are detailed. The analysis of the first results allowed to understand the influence of parameters like temperatures and flows, in the ice formation growth. These results agreed with the models described above, for the range of the experiments done