Refroidisseurs ⇒ Serpentin "inversé"

[n.master]

Salut. Oui le sel et le cuivre ça fait pas bon ménagé.
J'ajouterais même que sous certaines conditions l'inox classique type 304 peut se corroder à long terme (mais je pense que si tu le rinces bien à chaque fois ça doit aller). En mer ils utilisent de l'inox 316 qui lui est pratiquement inaltérable.

[Thysalt]

cuivre + sel = trous, comme dit Quantik

Oui le sel et le cuivre ça fait pas bon ménagé.

Ah bah oui, évidemment... Merci, je ne suis pas sûr que j'y aurais pensé !

La cassure ne bouchera certainement pas un contre-courant coaxial. C'est le type d'échangeur qui présente le moins de perte de charges, et c'est le seul a avoir, en théorie, un diamètre constant : tout ce arrive à entrer doit forcément arriver à sortir (bon, c'est de la théorie, hein ). Ce qui peut boucher, c'est plutôt le houblon, surtout si cônes. Les refroidisseurs à plaques peuvent aussi accumuler de la merde (débris de pellets par exemple) si mal nettoyé.

Avec mes cônes en sac, je ne pense pas être embêté.

Tiens PM, toi qui a l'air de toucher ta bille en hydrolique (je ne me suis personnellement jamais fort bien entendu avec Bernoulli et ses copains), conseillerais-tu un tuyau en cuivre de petit ou gros diamètre ? Instinctivement, je me dis que le petit diamètre, en limitant le débit, laisse plus de temps au phénomène d'échange thermique et que la température du moût à la sortie du serpentin serait plus basse, mais tout le monde sur le forum a l'air de s'accorder à dire que plus gros, c'est mieux.

[tradis]

Avec le même débit, le plus gros diamètre, contenant forcément plus d'eau et ayant une plus grande surface d'échange, pourra absorber d'avantage de chaleur.

[Thysalt]

Ok, gros diamètre. Et vaut il mieux un débit important ou réduit ?

[Penn-Maen]

petit diamètre car si gros* tu vas sacrément devoir limiter le débit. Cela engendrera une faible vitesse de fluide, avec la création d'une couche limite très importante et un échange thermique qui diminuera (rapport au nombre de Reynolds, régime non turbulent, toussa). Ce n'est pas la quantité d'eau contenue dans le tuyau qui joue sur la performance de l'échange.

La surface nécessaire s'obtient tout simplement en jouant sur la longueur.

Pour des brassins de 20 à 30 litres, les valeurs courantes sont de 10 à 15 m de tube en diamètre 10 à 12, parfois 14 mm. Les débits sont généralement de l'ordre de 90 à 120 l/min l/h (soit un refroidissement de ton brassin en 20 à 30 minutes). Je te conseilles une vanne sur le retour de ton serpentin, de façon à pouvoir agir sur le débit tout en maintenant ton échangeur "en eau".

Si tu fabriques un contre-courant coaxial avec 2 tubes de cuivre, tu peux garnir l'espace annulaire avec des gratounettes inox (pas de la paille de fer), ou faire des rondelles de cuivre que tu souderas sur le tube intérieur (en réalisant des encoches façon "rondelle indessérable")

*petit et gros sont dépendant du vécu de chacun. Pour moi, du Cu 52/54, c'est du gros, mais pour un pote qui fait uniquement des électrofiltres industriels, c'est limite du capillaire...

[ramseys]

120l/min, tu es sûr ?

[Penn-Maen]

ah mince, non : 120 l/h, soit effectivement environ 2 l/min. Je vais corriger.
Mea culpa, mea culpa maxima

PM, honteux

[tradis]

petit diamètre car si gros* tu vas sacrément devoir limiter le débit. Cela engendrera une faible vitesse de fluide, avec la création d'une couche limite très importante et un échange thermique qui diminuera (rapport au nombre de Reynolds, régime non turbulent, toussa). Ce n'est pas la quantité d'eau contenue dans le tuyau qui joue sur la performance de l'échange.

La surface nécessaire s'obtient tout simplement en jouant sur la longueur.

Désolé si j'ai écris des bêtises plus haut, Mais je partais du principe d'une longueur identique de tuyau.

Dans ce cas c'est bien le diamètre et la plus grande surface d'échanges qui entre en jeux et de ce fait la quantité d'eau occupant le tuyau plus gros permettant l'échange thermique ? Ou je dis encore des âneries là ?

[Penn-Maen]

c'est pas âneries, car il y a une bonne logique derrière ton propos. Mais d'un point de vue thermodynamique, ça ne marche pas si on reste à débit identique.

La performance d'un échangeur donné est lié au régime des fluides de chaque coté de la paroi : laminaire, de transition ou turbulent. L'échange le plus mauvais c'est laminaire/laminaire (cas d'une marmite posée sur un trépied, sans courant d'air). Le meilleur c'est turbulent (typiquement un RAP). L'un des phénomènes qui gène l'évacuation ou la transmission de la chaleur est appelé "couche-limite".

Explications (un peu simplistes, j'en conviens) :

• dans un tube, une première couche de molécules d'eau va s'accrocher aux parois du tube, puis une seconde, et ainsi de suite jusqu'à ce que la vitesse du fluide soit suffisante pour éviter ce cramponnage. Cet empilement de molécules agrippées à la paroi, quasi immobile, est appelé "couche limite" : c'est la frontière entre les molécules mobiles et celles qui ne le sont pas.
• si la vitesse de passage de l'eau est faible, cet empilement de couches devient très important : l'énergie prélevée à la paroi du tube doit être transmise de la 1ere à la seconde couche, puis à la troisième, etc
• si la vitesse est élevée, cette couche-limite est très mince, voire inexistante : le transfert thermique se fait de façon optimale.
• il n'y a pas que la vitesse qui joue sur l'épaisseur de la couche-limite, d'autres paramètres sont aussi très importants (viscosité du fluide, rugosité du tube)

Donc, toujours en tenant compte d'une vitesse de fluide identique :

• si le diamètre est petit, on est probablement en "régime turbulent" : la couche limite est quasi inexistante. On a un excellent transfert thermique, avec une surface certes restreinte, mais 100% efficace. L'inconvénient est une perte de charge plus élevée.
• si le diamètre est trop gros, on a peu moins de pertes de charges, une surface d'échange plus grande mais aussi une plus forte probabilité d'être en régime laminaire ou de transition : une couche limite très épaisse peut se créer. Résultat : on a un mauvais échange, compensé seulement en partie par l'augmentation de surface.
• pour savoir si on est en régime laminaire, de transition ou turbulent, on calcule le "nombre de Reynolds". De mémoire, entre 2000 et 5000, on est en transitoire. En dessous, c'est du laminaire ; au dessus, c'est du turbulent (valeur à vérifier, j'ai la flemme)

Pour illustrer la couche-limite dans nos échangeurs, on peut faire un parallèle avec de l'air :
- l'air, si on le met en mouvement, permet de transférer des calories (radiateurs, souffler sur son café, etc...)
- le même air, si on l'emprisonne dans une mousse et qu'on l'empêche de bouger, fait un excellent isolant. Comme les molécules d'une couche-limite !

[tradis]

Super, merci pour ta réponse très détaillée Penn-Maen. J'ai beaucoup appris grâce à toi. Tu m'a même donné l'envie de creuser d'avantage et d'en apprendre plus sur ces "Reynolds", chose que je vais chercher sur le net dès ce soir. Merci encore.