CHAPITRE III
L'ENCRASSEMENT EN TRANSFERT DE CHALEUR
Durant le fonctionnement normal d'un échangeur
de chaleur, les surfaces d'échange sont souvent sujettes à des
dépôts formés par les impuretés du fluide, formation
de la rouille ou de produits d'autres réactions entre le fluide et le
matériau de la paroi.
III.1. Définition
L'encrassement des équipements de transfert
thermique est défini comme étant la déposition et
l'accumulation de matériaux ou de substances indésirables sur les
surfaces d'échange de chaleur [17]. Ces dépôts peuvent
être de la rouille, du tartre (sédiment), de la vase, des
cristaux, des résidus biologiques, des produits de réaction
chimique ou la combinaison de plusieurs de ces
éléments.
Cette couche d'encrassement qui se forme sur l'un ou
les deux côtés de la surface d'échange de chaleur
possède une conductivité thermique plus faible que celle du
métal constituant cette surface, ce qui engendre l'augmentation
considérable de la résistance au transfert thermique et donc, une
diminution des performances de l'échangeur de chaleur. D'autre part, ce
film d'encrassement réduit la section de passage du fluide entrainant,
ainsi,
une augmentation de la perte de charge dans l'appareil.
[18] (Voir figure III.1).
Figure III.1. Exemple d'un faisceau de tubes d'un
échangeur encrassé [23]
III.2. Les différents types d'encrassement
[19]
Il est possible de classer l'encrassement selon le
mécanisme qui contrôle la vitesse de dépôt, selon les
conditions d'utilisation de l'échangeur ou selon le mécanisme
dominant, même s'il ne contrôle pas la vitesse de
dépôt. Nous adopterons, comme la plupart des auteurs
[Epstein1978], cette dernière méthode de classification. Six
types différents peuvent alors être définis :
· encrassement particulaire ;
· corrosion ;
· entartrage ;
· encrassement biologique ;
· encrassement par réaction chimique
;
· encrassement par solidification.
III.2.1 Encrassement particulaire [20]
C'est ce qui se passe quand des particules fines,
contenues dans un fluide, se déposent sur une surface d'échange
de chaleur
· L'eau des chaudières contenant des
produits de corrosion ;
· L es écoulements gazeux pouvant
être fortement chargés de particules de poussières Dans
certains cas, lorsque le dépôt est important, le processus sera
considéré comme encrassement par
sédimentation.
III.2.2 Entartrage [12]
L'entartrage d'une surface d'échange est
généralement associé à la production d'un solide
cristallin à partir d'une solution liquide. Il dépend donc
fortement de la composition des eaux industrielles. L'entartrage se
matérialise par une formation d'incrustations adhérentes et dures
sur les surfaces d'échanges généralement
métalliques. Pour qu'il y ait entartrage, deux conditions doivent
être remplies :
- la limite de solubilité du sel contenu dans
l'eau doit être dépassée ;
- la vitesse de dépôt doit être
suffisamment rapide.
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