UE Génie des procédés / Process engineering

Objectifs : Acquérir les connaissances de base sur les mécanismes d'échanges thermiques

Compétences visées :
- Savoir : maîtrise des processus physiques macroscopiques qui régissent les mécanismes d'échanges thermiques.
- Savoir faire :être capable de proposer des solutions d'amélioration de l'isolation des bâtiments et des processus industriels afin de protéger la santé des opérateurs, de proposer des solutions de récupération d'énergie thermique, de valider des dimensionnements d'installations d'isolation, d'échanges ou de transport d'énergie thermique.

1. Introduction - Généralités
2. Échanges de chaleur par conduction
3. Échanges de chaleur par convection
4. Méthodes de dimensionnement des échangeurs de chaleur

Objectives : Acquire basic knowledge of heat exchange mechanisms

Skills targeted :
- Knowledge: control of the macroscopic physical processes that govern heat exchange mechanisms.
- Know-how: being able to propose solutions to improve the insulation of buildings and industrial processes in order to protect the health of operators, to propose solutions for thermal energy recovery, to validate the design of thermal energy insulation, exchange or transport installations.

1. Introduction
2. Thermal conduction
3. Thermal convection
4. Heat exchangers : types, analysis, design and performances calculations

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Donner les moyens et les outils pour dimensionner une installation et en assurer la sécurité.

1 - Unités et dimensions : Rappels
2 - Bilans - réacteurs
   2.1 - Régime permanent, transitoire. Application à  la distillation.
   2.2. - Mise en équation de réacteurs : ouvert parfaitement agité, fermé, piston
3 - Mécanique des fluides
   3.1 - Statique des fluides
          - Pression absolue-relative
          - Principe d'hydrostaticité
          - Tube piézométrique
   3.2 - Viscosité
          - Profil de vitesse dans une canalisation
          - Régime d'écoulement selon Reynolds
   3.3 - Conservation de l'énergie mécanique et de la masse
   3.4 - Équation de Bernouilli
          - Charge et pression
          - Applications aux procédés chimiques (exercices)
   3.5 - Mesure de pressions
          - Mesure pression totale dans une canalisation
          - Mesure charge motrice
   3.6 - Mesure de débits
          - Le tube de Pitot : application
          - Les organes déprimogènes (Venturi, débitmètre, diaphragme)
   3.7 - Pertes de charges
          - Calcul des pertes de charge générales (abaques Moody)
          - Calcul des pertes de charge singulières (coude, vanne, robinetterie...)
   3.8 - Étude des pompes
          - Les différents types de pompe
          - Caractéristiques générales : débit, hauteur manométrique, rendement, NPSH
          - Utilisation et choix de pompe, utilisation d'abaque
4 - Transferts de chaleur
          - Généralités, coefficient global de chaleur, coefficient individuel de chaleur
          - Dimensionnement d'un échangeur
5 - Sécurité thermique des procédés chimiques
          - Calcul de température d'échauffement
          - Solutions d'Urgence

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- Animer et mettre en œuvre une réflexion sur les démarches d'écoconception dans l'entreprise
- Connaître les outils d'évaluation existants (ACV par exemple) et savoir manier les concepts et informations qu'ils recèlent
- Développer un sens critique vis-à -vis des études mettant en avant des "résultats" environnementaux

1. Définitions et vocabulaire
2. Pourquoi l'écoconception ?
3. Comment fait-on de l'écoconception ?
4. Quels impacts environnementaux vise-t-on?
5. Quel cadre réglementaire y a-t-il en arrière plan?
6. Quels sont les outils?
TP1 : Mise en œuvre d'une réflexion par check-list
TP2 : Analyse de cycle de vie approchée par un logiciel libre : cas pratique sur un comparatif de produits

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