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Theses

Optimisation des procédés de séparation-mélangeage : applications à la distillation fractionnée et aux pompes à chaleur

Résumé : L’objectif principal de cette thèse est de mettre à profit différents scénarios d'utilisation de valorisation et de gestion efficace et rationnelle de l'énergie à travers deux grands volets d'optimisation de procédés de séparation-mélangeage. Le premier volet est l'étude de la distillation diabatique. Ce procédé nouveau, ayant pour objectif d'augmenter le rendement exergétique de la distillation, consiste à remplacer le bouilleur et le condenseur par deux échangeurs de chaleur intégrés dans la colonne même: l'un dans la zone d'épuisement apporte uniformément la chaleur et l'autre dans la zone d'enrichissement extrait uniformément la chaleur. Après avoir défini les outils graphique et numérique de représentation et de prévision des performances d'une telle colonne, nous présentons dans le chapitre III l'étude expérimentale à partir d'une maquette de 10 plateaux et 15 cm de diamètre surmonte chacun d'un serpentin qui constitue l'échangeur. Cette expérimentation montre que la faisabilité technique d'un tel concept repose sur une diminution du diamètre aux extrémités de la colonne. Le chapitre IV expose l'analyse et l'optimisation exergétique permettant de déterminer le profil optimal de distribution de chaleur à travers les plateaux correspond au minimum de destruction d'exergie. Le second volet de ce travail traite de l'étude de nouvelles structures de thermofrigopompe pour la production simultanée de chaud (chauffage, usage sanitaire, culinaire) et de froid (climatisation, rafraichissement, congélation) et de nouveaux types de thermotransformateur pour revalorisation d'effluents industriels. Dans le chapitre VI, nous concevons une thermofrigopompe produisant du froid à 12-7°C et du chaud à 60-80°C, composée d'une colonne de distillation fractionnée au séparateur et d'une cascade mono ou multi-étagée de cellules d'absorption/désorption non isobares au mélangeur. Enfin dans le dernier chapitre, nous proposons une nouvelle race de pompe à chaleur dite hybride à absorption/demixtion. Contrairement au système classique, cette pompe à chaleur ne comporte pas de colonne de distillation au séparateur mais un simple bac de décantation ne nécessitant pas d'apport d'énergie lors de la séparation. Ici le mélange de travail est partiellement miscible, il se démixte facilement dans les conditions de fonctionnement du séparateur et dans celles du mélangeur il redevient complètement miscible. Les avantages d'une telle machine sont établis à travers une comparaison de performances avec les systèmes classiques équivalents. Nous montrons que son coefficient de performance est considérablement plus grand que celui d'une pompe à chaleur à compression classique
Document type :
Theses
File URL :
http://docnum.univ-lorraine.fr/prive/INPL_T_1995_NIANG_M_B.pdf
Complete list of metadatas

https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751656
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 1:23:53 PM
Last modification on : Thursday, January 31, 2019 - 1:27:50 AM

Identifiers

  • HAL Id : tel-01751656, version 1

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Citation

M'Baye Niang. Optimisation des procédés de séparation-mélangeage : applications à la distillation fractionnée et aux pompes à chaleur. Alimentation et Nutrition. Institut National Polytechnique de Lorraine, 1995. Français. ⟨NNT : 1995INPL005N⟩. ⟨tel-01751656⟩

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