STG-SPI-3-Heat transfer (3) - FC
- ue-fip-gce-stg-spi-3
- FIP Génie Thermique Energétique et Environnement
Semestre : 7
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Carmen VASILE-MULLER
- Benjamin LATOUR
| Total coefficients : 3 |
| Total heures : 16 (8 cours, 8 TD) |
| Total heures travail personnel : 16 |
Prérequis
Maitrise des connaissances de "Transfert de chaleur" et "Mécanique de fluides" acquises en FIPGCE3.
Objectif
L'apprenant devra connaître, comprendre et analyser les phénomènes physiques liés aux transferts de chaleur pour des systèmes existants et trouver des solutions techniques répondant au besoin de nouveaux systèmes. Il devra être capable de formaliser un problème de transfert de chaleur à l'aide d'outils analytiques ou numériques et de résoudre un problème scientifique à l'aide de ces outils; être capable d'établir le bilan thermique d'une installation industrielle et de dimensionner les échangeurs de cette installation.
Compétences attendues
Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Identifier et exploiter les interactions entre des champs de sciences fondamentales connexes
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité
Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Identifier un problème, le reformuler
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles
- Choisir une méthode de résolution adaptée au problème et en évaluer l'efficacité
Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Choisir, appliquer et adapter les méthodes d'analyse et de spécifications du besoin
- Définir les solutions techniques répondant au besoin
- Choisir et appliquer les méthodes de dimensionnement et de modélisation
Axe A4 : PRATIQUE DE L’INGÉNIERIE
Aptitude à consulter et appliquer les codes de bonnes pratiques, sur la base d'études scientifiques et techniques, piloter et mettre en œuvre de manière structurée un projet ou un processus en organisant le travail des collaborateurs de l'entreprises dans le respect de la réglementation en matière de sécurité et dans le respect des valeurs sociétales et éthiques.
- Appliquer des méthodes de préconception ou de prédimensionnement
- Mettre en œuvre une démarche de vérification systématique
Axe A5 : ÉTUDES ET RECHERCHES
Capacité à investiguer un sujet technique en mobilisant les données issue de la recherche afin de réaliser des tests, conduire des expérimentations et des études d'applications.
- Faire preuve d'esprit critique et de créativité pour développer des idées originales et nouvelles
- Proposer des solutions innovantes en prenant en compte les objectifs de développement durable
Axe A6 : ARBITRAGE DES SITUATIONS COMPLEXES
Aptitude à réaliser des arbitrages sur les problèmes complexes et partiellement définis en prenant en compte les objectifs de développement durable définis par l'ONU.
- Faire preuve d'esprit critique par rapport à son propre travail
Axe A7 : COMMUNICATION ET TRAVAIL EN ÉQUIPE
S’intégrer dans une organisation, l’animer et la faire évoluer en communiquant efficacement en plusieurs langues, dans un contexte pluridisplinaire et multiculturel.
- Exploiter des méthodes de communication et les appliquer dans le champ de la spécialité y compris en langue étrangère
Programme
- Les échangeurs de chaleur
Description, définitions et classifications multicritères des échangeurs.
Grandeurs classiques définissant l'échangeur;
Etude et dimensionnement thermique.
Evaluation des performances thermiques et calcul du coefficient d'échange global.
Efficacité d'un échangeur. Méthode DTLM et NUT; corrélations; comparaison.
- Transferts de chaleur lors de changements de phase.
Transmission de la chaleur lors de la condensation sur une paroi; condensation en film et en gouttes.
Transmission de la chaleur à l'évaporation. Application au calcul des échangeurs de type tour de refroidissement.
Les TD seront orientés vers des cas d'étude en application de notions présentées en cours.
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
Cours magistraux et travaux dirigés applicatifs.
Contraintes pédagogiques - Moyens spécifiques
Polycopié de cours et de TD. Enseignement assuré en langue anglaise.
Mode d'évaluation
La maîtrise des connaissances de bases requises pour développer les compétences de l'ingénieur seront évaluées en contrôle continu: participation aux TDs et par un contrôle écrit de 2h à la fin de semestre.
Bibliographie
J.F Sacadura, "Initiation aux transferts thermiques", Editions Tec & Doc.
M. Favre-Marinet, S. Tardu, "Ecoulements avec échanges de chaleur", Lavoisier.
Les techniques de l'ingénieur, l'expertise technique et scientifique de l'ingénieur; Ressources "Energies".
Heat Transfer, J.P. Holman, International Edition, McGraw-Hill Higher Education.