Méthode de calcul pour le chauffage d’un volume de liquide
Comment déterminer la puissance nécessaire pour le chauffage d’un volume de liquide ?
La puissance à installer pour monter en température, sur un temps donné, un volume de liquide contenu dans une cuve est la résultante de 2 calculs : le calcul de la puissance pour la montée en température du liquide (Pch) et le calcul des déperditions thermiques (Pth).
Calcul de la puisance de chauffe (Pch)
- Puissance de chauffe : Pch (kW)
- Masse de liquide : M (kg)
- Chaleur spécifique du liquide : Cp (kcal/kg .°C)
- Température de départ : t1 (°C)
- Température finale souhaitée : t2 (°C)
- Temps de chauffe : T (h)
- Coefficient de sécurité : 1,2
Calcul de la masse de liquide à chauffer (M)
- Masse du liquide : M (kg)
- Volume de liquide à chauffer : V (dm3 ou litre)
- Masse volumique du liquide : ρ (kg/dm3)
Masse volumique ρ de quelques liquides (kg/dm3)
- Eau : 1
- Huile minérale : 0,9
- Bitume : 1,1
- Acide acétique : 1,1
- Acide chlorhydrique : 1,2
- Acide nitrique : 1,5
Chaleur spécifique Cp de quelques liquides (kcal/kg.°C)
- Eau : 1
- Huile minérale : 0,5
- Bitume : 0,58
- Acide acétique : 0,51
- Acide chlorhydrique : 0,6
- Acide nitrique : 0,66
Calcul du volume de liquide (V)
Cuve cylindrique
- Volume de liquide à chauffer : V (dm3 ou litre)
- Diamètre de la cuve : Ø (dm)
- Hauteur de liquide : H1 (dm)
Cuve rectangulaire
- Volume de liquide à chauffer : V (dm3 ou litre)
- Longueur de la cuve : L (dm)
- Largeur de la cuve : l (dm)
- Hauteur de liquide : H1 (dm)
Calcul de la puissance nécessaire pour compenser les pertes thermiques (Pth)
- Pertes thermiques : Pth (kW)
- Surface d’échange de la cuve : S (m2)
- Température finale souhaitée : t2 (°C)
- Température ambiante : ta (°C)
- Coefficient d’échange : K (kcal/h.m2.°C)
- Coefficient de sécurité : 1,2
Coefficient d’échange (K)
Le coefficient d’échange thermique est une grandeur physique qui quantifie la capacité d’un fluide (liquide ou gaz) à transférer de la chaleur avec une surface solide lors d’un échange thermique par convection.
Voici quelques valeurs du coefficient d’échange K en fonction de la vitesse du vent et de l’épaisseur d’isolation :
| Situation de la cuve | Epaisseur d’isolant (mm) | |||
|---|---|---|---|---|
| Sans | 25 | 50 | 100 | |
| Cuve en intérieure | 9 | 1.7 | 1 | 0.55 |
| Cuve en extérieur - Vent ≤ 10 km/h | 12 | 2.1 | 1.1 | 0.59 |
| Cuve en extérieur - Vent ≤ 45km/h | 30 | 2.3 | 1.2 | 0.61 |
| Cuve en extérieur - Vent ≤ 90km/h | 49 | 2.4 | 1.3 | 0.62 |
Surface d’échange de la cuve (S)
Cuve cylindrique
- Surface de la cuve : S (m2)
- Diamètre de la cuve : Ø (m)
- Hauteur de la cuve : H2 (m)
Cuve rectangulaire
- Surface de la cuve : S (m2)
- Longueur de la cuve : L (m)
- Largeur de la cuve : l (m)
- Hauteur de la cuve : H2 (m)
