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Echangeurs thermiques: polybloc ou à blocs cylindriques

Le traitement à haute température et dans des conditions particulières, d'un mélange étudié de poudre de carbone et d'agglomérant conduit à l'électro-graphite. Ce matériau est poreux par suite de son mode de fabrication. Son imprégnation par des résines soigneusement sélectionnées le rend étanche et utilisable par l'industrie. Ce marériau est appelé Graphilor. Ses qualités essentielles sont:

  • conductivité thermique élevée (100 kcal.h-1.m-2.°C-1 contre 40 pour l'acier à 1% de C et 175 pour l'aluminium)
  • résistance exceptionnelle à la corrosion (sauf oxydants fort, acide nitrique pur, acide chromique, acide sulfurique concentré, oléums...)

 

Echangeurs à blocs cylindriques (doc. Carbone-Lorraine)

 

Ils sont constitués par un empilement de blocs cylindriques en Graphilor percés de deux systèmes de canaux orthogonaux dans lesquels circulent les deux fluides d'échange. L'idée révolutionnaire qui a présidé à leur réalisation est la présence, sur le trajet des fluides, d'une succession de «coupures» (chicanes et chambres de turbulence) judicieusement disposées, de manière à maintenir les fluides en régime d'écoulement extrêmement turbulent.

Le coefficient d'échange thermique dépasse 2.000 kcal.h-1.m-2.°C-1 dans le cas d'un chauffage par la vapeur, et peut atteindre cette valeur dans le cas d'un refroidissement par de l'eau.

Les blocs en Graphilor sont particulièrement robustes et peuvent être utilisés jusqu'à une pression de 16 kg.cm-2.

Le démontage, le nettoyage et l'entretien des échangeurs sont faciles. La protection de l'échangeur par une enveloppe métallique le met à l'abri des chocs extérieurs.

Les divers types de blocs permettent de constituer des échangeurs de chaleur dont la surface d'échange varie de 0,2 m2 à 242 m2, avec une section de passage variant de 25 cm2 à 1200 cm2. 

(Doc. Carbone-Lorraine)

(Doc. Carbone-Lorraine)

 

 

Echangeurs série K en Graphilor (doc. Carbone-Lorraine)

 

  • Ces échangeurs comportent tous un bloc parallébipédique en graphite imprégné (Graphilor) maintenu en compression par deux plaques d'assemblage serrées par des tirants et prenant appui sur les faces supérieure et inférieure du bloc.
  • Le bloc est percé horizontalement de deux séries perpendiculaires de canaux réservés aux deux fluides d'échange.
  • Les quatre collecteurs, correspondant deux à deux à chacun de ces fluides, couvrent le bloc sur ses quatre autres faces. Ils sont en Graphilor et comportent des tubulures également en Graphilor chemisées extérieurement par des tubes à brides en acier, soudés sur les contre-plaques, pour l'entrée et la sortie des fluides d'échange.

(Doc. Carbone-Lorraine)
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