haifa aloui_rapport modifié

7/31/2019 haifa aloui_rapport modifi

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Ministre de lEnseignement Suprieur Institut SuprieurEt de la recherche Scientifique Des Sciences et Technologie de lEnvironnement

Universit de Carthage De Borj- Cdria

PPRROOJJEETT DDEE FFIINN DDAANNNNEEEE

Elaborer par : Encadrer par :Aloui Haifa Nehdi Ezzdine

Ben Ali Hena Khedini Imen

Akbouchi Saif

Anne universitaire2011-2012


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INTRODUCTION GENERAL...

Chapitre1 : Climatisation ................................5Introduction 5

1. Etude thorique..51.1. Dfinition dun CTA..51.2. Les composant51.3. Schma global.6

2. Etude pratique.6Conclusion11

Chapitre 2 : Etude dune machine frigorifique.12Introduction..12

1. Etude thorique..121.1. Dfinition dune machine frigorifique.121.2. Les composants..121.3.Cycle de machine frigorifique12

1.2. Etude pratique 13Conclusion 14

Chapitre 3 : Etude dun changeur de chaleur 15Introduction.. 15

1. Etude thorique .151.1. Dfinition dun changeur de chaleur. .151.2. Diffrents types dchangeurs151.3. Dimensionnement dun changeur de chaleur...15

2. Etude Pratique.. .18

Conclusion.....20

Chapitre4 : Hydraulique 21Introduction 21

1. Etude thorique..211.1. Dfinitiondepompedecirculation. .211.2. Lesavantage..211.3. Application.21

2. Etude pratique..22Conclusion 25

Conclusion gnral26


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Remerciement

Je voudrais tout dabord exprimer ma profonde reconnaissance Mr Nahd Ezzedine,

Mon responsable du projet fin danne, qui a dirig mon travail. Ses conseils et ses

Commentaires prcieux mont permis de surmonter mes difficults et de progresser dans mes

tudes.

Je voudrais galement exprimer mes remerciements sincres madame khedini Imen

qui par son exprience et son enthousiasme, ma aussi donn beaucoup de propositions tout

au long de ce projet.


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Introduction gnral

Ltude sintresse un complexe cinmatographie qui est composs plus de deux

Salles de cinma en effet on veut tudier la climatisation dans ceux complexe dont le but

Modifier, contrler et rguler les conditions climatiques pour des raisons de confort ou pour

Raisons technique.

Dans ce contexte, notre motivation dans ce travail dvelopp en chapitres est

Dtudierla complexe cinmatographie qui comporte quatre parties indpendantes :

Etude de systme de climatisation

Etude dune machine frigorifique

Etude dun changeur de chaleur

Etude hydraulique de puisage


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CCHHAAPPIITTRREE 11::CClliimmaattiissaattiioonn

INTRODUCTION :

Une importancesocit de distribution cinmatographie va rnover et configurer un complexe

cinmatographie1on veut propose dtudier le systme de climatisation.

1. Etude thorique :

1.1.Dfinition dun CTA :

Une centrale de traitement d'air est un quipement qui va modifier les conditions thermiquesde l'air qui assure les fonctions isoles ou cumules de chauffage, de climatisation de ventilation et

traitement d'air. Que cet air soit l'air ambiant ou que le traitement s'effectue sur l'air neuf, on parle

alors de centrale de traitement d'air neuf.

Schma global dun CTA

La fonction de ds humification est assure par un fonctionnement de 2 batteries l'une froide

qui assure un sous-refroidissement, et l'autre lectrique, qui remonte la temprature de l'air ainsi

dessch.

1.2. Composants de traitement d'air :

1Un complexe qui former de plus de deux salles de cinma


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- Filtre:Matire au travers de laquelle on passe lair neuf afin de le purifier.

- Humidificateur : appareil qui sert augmenter le pourcentage d'humidit dans l'air. Il contientde l'eau, qui va lentement s'vaporer dans l'air, augmentant ainsi son degr de saturationd'humidit.

- Caisson de mlange :Assure-le mlange de l'air neuf et l'air recycl et dose l'air rejet.- Ventilateur :Un ventilateur est un appareil destin, comme son nom l'indique, renouveler

lair dans un lieu ferm ou une machine et utilisant un procd mcanique pour faire tourner de

grandes pales verticales ou horizontales.- Batterie chaude :Equipement d'une centrale de conditionnement d'air qui augmente la

temprature de l'air trait.

- Batterie froide :quipement permet de refroidit lair trait.- Un rcuprateur : Appareil de transfert thermique assurant les changes de chaleur internes

dans un cycle thermodynamique.

1.3. Schma global dun CTA :

2- Etude pratique:

Etude hiver

Salle inoccupe :
http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/matiere/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/matiere/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/au/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/travers/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/de-1/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/on/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/passe/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/afin-de/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/de-1/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/le/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/purifier/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/purifier/http://www.pixelle.org/dictionnaire_informatique.php?define=ventilateurhttp://www.pixelle.org/dictionnaire_informatique.php?define=ventilateurhttp://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/purifier/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/le/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/de-1/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/afin-de/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/passe/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/on/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/de-1/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/travers/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/au/http://www.linternaute.com/dictionnaire/fr/definition/matiere/


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DonnesDperditions hiver par les parois : 6,8 kWVolume : 4320

Dbit dair neuf : 0,25. volume/hEcart de soufflage hiver : = 10C

Dbit massique dair neuf2:

= 0,25. Volume /h

= 0, 25. (4320/3600) = 0.36 kg/s

= - = +

=20 + 10 = 30C

Daprs le diagramme dair humide, on a :

=7 .4 g /kg

= 49 KJ/Kg

On va utilise :

. - . dp = 0

=

AN : =

= 0.68 Kg /s

Dtermination du point du mlange :

. + . - . = 0

=

avec = -

AN : =

= 4.1 c

Le risque que lair propre et lair sale se mlange dans le caisson de mlange.

Il faut que lair neuf et lair sale ne se mlange pas.

2La seule grandeur reste constante quelque soit le traitement utiliser


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Salle occupe :

DonnesDperditions hiver par les parois : 6,8 kWAir neuf : 18 /h et par personneApports totaux par personne : 114WApport dhumidit par personne : 44 .5 g/h

Dbit dair neufpour 400 personne:

=

= 2.4 Kg/s

= 5 Kg/s

Apports totaux = 400 * 114 * = 45 .6 KW

Dtermination du pt de soufflage3:

On va utilise : . - . dp + = 0

=

AN : = = 31 KJ/Kg

On va utilise : . - + M = 0

Avec M =

= 4.9 g/s

=

AN : =

= 6.4 g/Kg

3 Ou lair devienne souffl


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9

Dtermination du point du mlange :

On va utilise :

. + . - . = 0

= =

= 12.8C

(Diagramme 2)

Etude t :

Salle occupe :

DonnesApports t par les parois : 5.2 KW

Air neuf : 18 /h et par personneApports totaux par personne : : 66 g/hEcart de soufflage t : 7C

Local : T = 25c r = 9 .92 g/Kg

= 50 % h = 58.92 KJ/Kg

Extrieur : T = 32 C r = 10.44 g /Kg

= 35 % h = 58.92 KJ/Kg


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10

=

= 54.5 KJ/Kg

= =

= 10.17 g/Kg

Et

=

= 40.26 KJ/Kg

=

= 8.71 g/Kg

Soufflage t 18.1 67.1% 8.71 40.26

Batterie froide4

T FTP 9.5 = (TEE+TSE)/2

Hr FTP 100%

FTP 9.5 100% 7.4 28.2

Efficacit

e= 54.5 = (T mlange- T soufflage)/(T mlange- T FTP)

Diagramme dair humide

4La fonction de refroidissement est assur par un changeur thermique appeler batterie froid sche


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Schma global de la CTA (autocad)

Conclusion :

Le dbit dair neuf tant excrment important. Le systme de chauffage et de rafraichissement

se fait partir de lair souffl dans les salles. Un central de traitement dair situ dans le local

technique prpare lair souffl partir des informations que dlivre le sonde dair repris de la salle.


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CCHHAAPPIITTRREE 22 :: EEttuuddee ddee mmaacchhiinnee ffrriiggoorriiffiiqquuee

INTRODUCTION :

Toute transformation endothermique peut constituer un procd capable de produit du froid soit_ Vaporisation dun liquide

Dtente de gaz

Ce qui permettre de chercher les principale caractristique de production de froid

1. Etude thorique :

1.1. Dfinition dune machine frigorifique :

La machine frigorifique est une batterie froid ou circule un fluide frigorigne ceux fluide subit

des transformations successive aux cours de son parcours.Le but d'une machine frigorifique est de produire du froid (cest dire des frigories) par

extraction de calories la source froide, en vaporant un fluide frigorigne et d'abaisser la

temprature.

1.2. Composant de machine de machine frigorifique :

La machine frigorifique est forme par quatre composants :

Le compresseur K

Le dtendeur D

Le condenseur C (changeur de chaleur)

L'vaporateur E (changeur de chaleur

1.3. Cycle frigorifique : Diagramme enthalpique du cycle frigorifique.


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Caractristiques du cycle :

La compression 1-2 est isentropique avec apport de travail wth de l'extrieur

La vapeur surchauffe la sortie du compresseur se dsurchauffe de 2-2', dans la tuyauterie et au

contact de l'eau dans le condenseur

A partir du point 2', la vapeur se condense progressivement dans le condenseur (C) de 2'-3

(mlange L+V), et au point 3(4) on n'a plus que du liquide (titre x = 0)

Ensuite, le liquide se dtend enthalpie constante de 4-5

La vapeur humide (mlange L+V) s'vapore progressivement dans l'vaporateur (E) de 5-1

La portion 1'-1 correspond une surchauffe de la vapeur dans l'vaporateur

Etude pratique :

Cas de lvaporateur :

Temprature dvaporisation

7-5=2

+ 2+7=9

Cas de condensation

Temprature de condensation

35+5=40

On la puissance de batterie froid scrit comme suit

= -)

=

=

=2.82 kg/S


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14

Cycle de fonctionnement dt :

On trace le cycle de fonctionnement de machine 30HXC120 EN supposant que la compression

est isotropique.

Diagramme enthalpique de fluide R134

Avec pression dvaporateur=423 KW=250 KJ/Kg

=400 KJ/Kg

On trace sur le mme diagramme le cycle de fonctionnement dune machine 30HXC120 en suppose

que tout la puissance lectrique du compresseur est fournie aux fluide

Avec =88KJ

Pour chercher le point

=

=

+ =

+400 =436 Kg/s

Somme de puissance : + 423+88=511W

Conclusion

Nous vue lvaporateur et le condensateur comme changeur de chaleur, quest ce que un changeur

de chaleur, quelle sont leur caractristique.


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CCHHAAPPIITTRREE 33:: EEttuuddee dduunn cchhaannggeeuurr ddee cchhaalleeuurr

INTRODUCTION :

L'changeur thermique se dfinit en fonction du rle jou (rchauffement, refroidissement,

condensation, bullition), de la nature des fluides en prsence (Vapeur ou liquide, risques de

corrosion) et des dbits ncessaires.

On cherche dans notre travaille les caractristique et de fonctionnement de lchangeur. Il faut

donc tudier les aspects purement thermiques (coefficients de transfert, surface d'change) et les

aspects lis la mcanique des fluide

1. Etude thorique :1.1. Dfinition dun changeur de chaleur :

Les appareils dans lesquelles seffectue lchange de chaleur entre un fluide chaudet unfluide

froidsont appels changeur de chaleur.

1.2.Les diffrents types des changeurs :-Echangeur faisceau tubulaire simple

- changeur faisceau tubulaire complexe

- Echangeur spirale

- Echangeur plaque

1.3. Dimensionnement dun changeur de chaleur a plaque :

a)- Cas de lchangeur Co-courant :


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b)- Cas de lchangeur contre-courant :

c)- Mthode du nombre dunits de transfert (NUT) :

* Dfinitions :Nombre dunits de transfert : On appelle nombre dunits de transfert, le nombre sans

dimension : Dans la pratique, seul le NUT correspondant au dbit thermique minimum est utile. On le

notera NUT sans prciser dindice :

* Calcul du NUT :

Aprs avoir connaitre les caractristique des changeurs il est ncessaire maintenant de savoir

ou bien de faire une tude bien lie au domaine pratique dans laquelle va travailler


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2- Etude pratique :

Coefficient dchange

On va dterminer le coefficient dchangeur aprs quelque semaine de fonctionnement avec

coefficient dchange de lchangeur plaque neuf.

K=2850W /.KEn tenant que la rsistance dencrassement est R=.K /W

On a

=

+ =

=

+

W/.K

Dimensionnement t

Dans cette partie, nous allons dterminer la dimension dchangeur en priode dt en

considrant que les salles sont occupes des spectateurs.

Pour cela on prend les conditions fonctionnement suivant

Entr Sortie

Eau brute (secondaire) 15C 25C

Eau primaire 40C 35C

La puissance de lchangeur 427KW

Chaleur massique Cp=4 ,18 KJ /kg k

Pour dterminer le dbit massique deau primaire et secondaire on prend lexpression gnrale

de flux dchange tels que = Cp.

1= Cp ; 40-35 =5C

2=2 Cp ;

2 =

=

= 10, 21 kg /S

Ensuite en tenir compte que lchangeur est complexe

- on determiner le facteur de correction F :on choisit la mthode graphique

- on calcul dabord


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18

P=

=

=0,4

R=

=

=

0,5

Graphiquement

F=0,98

- Lchangeur est contre courant

;


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19

En deduire la surface de lchangeur

=F .S.K S=

S=

= 20,05

Verification en hiver

Dans cette partie ,nous allons verifier si lchangeur repondant aux conditions hiver enconsiderant que les salles de cinema sont occupe.

Pour cela on prend les paramtres de calcul suivant :

On choisi un changeur de S=21

Puissance ncessaire lorsque les salles sont occupes= 161 KW

Pour determiner le nombre dUnits de transfert5 pour cet changeur on calcul le debit

Calorifuque minumum

C= .

=

. 4, 18 =52, 25 k w

. 4, 18 =42, 61 K w

= =42, 61Kw

NUT =

NUT=

=0.61

On dduire lefficacit a partir de diagramme ; on C=

=

= 0 ,81

Graphiquement =32%Puissance

=.

5Nombre dimensionnelle


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=0, 32. 42,61 (10-4) = 81,81 KW

Flux plus faible par rapport aux flux maximum en hiver

Pour augmenter le flux, il faut augmenter surface

Pour dterminer la puissance de lchangeur (on calcul dabord la nouvelle valeur de lefficacit)

on dtermine ensuite la surface dchange fin dterminer le NUT

On =

=

50%

Par le graphe NUT =1,2

Or NUT =

donc S =

= 41.

CONCLUSION :

La puisance est plus faible ,mais lcart de la temperature dimunie donc avec un coefficient K

constant il faut augmenter la surface pour arriver passer la puissance.


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CCHHAAPPIITTRREE 44 :: HHyyddrraauulliiqquuee

Introduction

Dans cette partie On sintresse ltude de pompe de circulation dans les quel leau brute est

pompe dans un puits qui est en communication directe avec le fleuve, leau est rejete en aval par

une conduite

1. tude thorique :

1.1. Dfinition :

La pompe de circulation acclre le dbit d'eau dans une installation de chauffage, de

climatisation ou sanitaire (relevage, ou eau chaude sanitaire). Les premires installations de chauffage

central, issues de savoir-faire dans le chauffage vapeur, fonctionnaient sans pompe. Le principe taitle thermo-syphon. Cela consistait crer naturellement une circulation d'eau de part le rchauffage

d'eau cre par lachaudire.6Cela demandait une libre circulation d'eau, donc peu dprtes de charges

et donc des diamtres de canalisation importants.

1.2. Avantages :

- Pas de maintenance particulire

- Thermostat intgr

- Faible bruit- Faible consommation d'nergie

- Module de protection intgr en monophas

- Large gamme

1.3. Applications : - Circulation d'eau chaude ou froide dans les :

- Systmes de chauffage

- Systmes d'eau chaude sanitaire

6Permet daugmenter la temprature dun fluide caloporteur afin de transporter dnergie thermique
http://www.xpair.com/lexique/definition/chauffage.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chauffage.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chaudiere_condensation.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chaudiere_condensation.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chaudiere_condensation.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chaudiere_condensation.htmhttp://www.xpair.com/lexique/definition/chauffage.htm


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- Systmes de froid et de climatisation

2. Etude pratique :

On va dterminer les pertes de charge entre A et R pour cela on utilise les formoles suivant :

Pertes de charges liniques : (rgulire)

Coefficient de perte de charge : j = 51740. .

Avec : v : vitesse : q = v .s v =

d : diamtre intrieur = 182,9 m

Pdc = j. l , l : longueur

Pertes de charges supplmentaires (au niveau de lchangeur) :

Pdc =

, q : dbit

Kv : Coefficient = 75

Donnes :

Pression atmosphrique : = 101300 Pa

Dbit minimum de pompe : = 82,4 / (circuit ouvert)

Dtermination de charge entre A et B :


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Repre Dbit (m3 /h) D com D int (mm) V relle (m/s) J (pa/m) I (m) Kv PdC (pa)AB 82.4 193.7x5.4 182.9 0.87 60.5 10 605

CD 82.4 193.7x5.4 182.9 0.87 60.5 6.5 393D-EA1 41.2 133x4 125.0 0.93 109.7 4.5 493changeur 1 75 30117ER1-F 41.2 133x4 125.0 0.93 2.5 274FR 82.4 193.7x5.4 182.9 0.87 60.5 15.5 937

32880

Hauteur manomtrique de la pompe : pertes de charges dans tout le circuit (gain de pression =

pertes de charges).

On va utilise lquation de Bernoulli : P +

. . + . g .z = cte

( P +

. . + . g .z) final - (P +

. . + . g .z)initial = -

p= 0 R p =0

= 0 v = 0,78

Z = -5.5 m z = -0.5

= + ((P +

. . + . g .z) final - (P +

. . + . g .z)initial)

AN: = 82310 Pa = 82.3 CE q = 82.

3. Dterminer le dbit rel et la H.M relle de la pompe :

Q 0 10 20 30 40 50 60 70 80PdC 49 50 51 54 57 62 67 73 80

HM normal 158 159.3 158.9 156.6 152.2 146.3 138.1 128 115.3

NPSH 1.69 1.11 1.11 1.03 1.03 1.11 1.31 1.63 1.95

Daprs le diagramme on obtient:

Q=94,6m3/h

HM=92, 8 Kpa

NPSH=2, 5 mCE


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Q 82.4 D 182.9 RO 1000 G 9.81

P V Z P V Z

Final O 0.87 -0.5 Initial 0 0 -1

. Le niveau du fleuve varie entre -5.50 et -1.00, quel est le nouveau dbit lorsque l'eau est haute

Q 82.4 D 182.9 RO 1000 G 9.81

On obtient :

HM=38165


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25

PdC = 32880 -771 -77

Le dbit est de 94.6 m3h-1, on a une perte de charge de 77*10=770 Pa, Bernoulli permet de

calculer la pression a la bride d'aspiration de la pompe : 3.4 mcE>NPSH+0.5:2.5+0.5=3 mCE

CONCLUSION :

Ltude doit permettre de dimensionner les pompes lune en fonctionnement de

lautre en secours ce qui vrifier limportance de pompe dans la circulation de leau.


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CCoonncclluussiioonn ggnnrraall

Finalement, on peut avancer comme principales raisons cette projet climatisation du

complexe cinmatographie laugmentation dexigences de confort des personnes.Cest ainsi, les

tudes dimensionnelles de ce rapport permettant didentifier les meilleurs installations adopts aux

prfrences recherchs.

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