IV.3.Hypotheses simplificatrices :
Il a été considéré que les
trois échangeurs, constituant un circuit, forment un seul
échangeur ayant les caractéristiques suivantes.
1. Les débits de brut traversant le coté
tube de chaque échangeur sont identiques ;
2. Les débits de reflux traversant le coté
calandre de chaque échangeur identiques ;
3. La somme des tubes de chaque échangeur
constitue le nombre total des tubes ;
4. Le nombre total de passe coté tubes est trois
fois le nombre de passe coté tube de chaque échangeur
;
5. Les températures d'entrée et de sortie
des deux fluides sont prises aux extrémités de la
cellule.
Par manque de données, quelques hypothèses
supplémentaires ont été posées, dont :
1. La densité du brut est mesurée par
prise d'échantillon au niveau de la pompe P101 ;
2. Le débit volumique du brut est constant le
long du circuit de préchauffe ;
3. Il a été procédé à
la mesure d'une seule densité d4 15 pour le reflux de
tête (RT) en raison de la difficulté d'échantillonnage de
ces produits.
IV.4.Méthode de calcul [méthode de
KERN]
Cette étude consiste à suivre la
résistance d'encrassement sur une période d'un mois allant de
01/04/2010 à 30/04/2010
IV.4.1.Calcul de la résistance d'encrassement :
[ANNAXE 8]
Pour calculer la résistance d'encrassement, il
faut déterminer :
1. Le coefficient global de transfert de chaleur aux
conditions propre Up ;
2. Le coefficient global de transfert de chaleur aux
conditions encrassantes U.
La résistance d'encrassement est alors
calculée par la relation :
Rd =1/U - 1/Up (IV.1)
IV.4.2.Calcul de Up [ANNEXE 7]
A la raffinerie d'ALGER, les conditions
opératoires aux bornes de l'échangeur E101 (débit Q et
température d'entrée Te) sont variables, elles ne sont
pas stationnaires. Il est nécessaire
de réévaluer le coefficient
d'échange global aux conditions propre Up correspondant aux nouvelles
conditions de fonctionnement avec la méthode de calcul suivante
:
Tableau IV.1 : Corrélation de calcul par la
méthode de KERN
|
COTE TUBE :PETROLE BRUT
|
COTE CALANDRE :REFLUX DE TETE
|
|
La température calorique [14]
|
tc = te +Fc (ts-te) (IV.2)
Fc déterminé à partir de
l'abaque
|
Tc= Te-Fc (Te-Ts)
(IV.3)
Fc déterminé à partir de
l'abaque
|
|
Caractéristiques du pétrole
|
Cp : chaleur spécifique du brut
k : conductivité thermique du brut u :
viscosité dynamique du brut
d : densité du brut
|
Cp' : chaleur spécifique des
reflux
k' : conductivité thermique des
reflux u' : viscosité dynamique des reflux
d' : densité des reflux
|
|
Section par passe [14]
|
= INTt
7c.(12Diamétre
(IV.4)
|
équivalent : De=(4P2 /
mod)/deac=(De/P)(de)B (IV.5), (IV.6)
|
|
a t .
n 4
t
|
|
Vitesse massique[14)
|
G = M (IV.7)
t a
t
|
G = M' (IV.8)
|
|
c
a c
|
|
Nombre de Reynolds [25]
|
Re = di Gt / ll (IV.9)
|
Rc = Dc Gi ll'
(IV.10)
|
|
La fonction de transfert
|
JH est déterminé à partir de
l'abaque (IX.5)
|
JH' est déterminé à
partir de l'abaque(IX.6)
|
|
Coefficients du film interne (hi0/Ot) et
externe (h0/Oc) [25]
|
hi/~t = JH(k/di) (CPll/k)1/3
(IV.11) hi0/~t=(
hi/~t) (di/de)
(IV.12)
|
h0/~c= JH'
(k'/De) (CP'll'/k')1/3 (IV.13)
|
|
Température du tube [25]
|
h1.° cI3t (T -- t )
t = T
|
|
C (IV.14)
h0 cI3c -Fhi0 cI3t c c
|
|
COTE TUBE : PETROLE BRUT
|
COTE CALNDRE :REFLUX DE TETE
|
|
(Dt,
(Dc, hi0 et h0 [25]
|
ot= (u / ut)0.14 (IV.15)
hi0= (hi0/~t) e't
(IV.17)
(Dt : terme correctif côté
tube
tit : viscosité dynamique du brut à
tt
|
oc= (u' / ut')0.14 (IV.16)
h0 = (
h0/~c) (Dc
(IV.18)
(Dc :terme correctif
côté calandre
tit~ : viscosité dynamique des
reflux à tt
|
|
Coefficient de transfert propre [25]
|
U= h0 hi0 / ( h0 +hi0) (IV.19)
|
| 
