Estimation des coefficients d'échange de chaleur

De nombreuses corrélations ont été utilisées pour évaluer au mieux les coefficients d'échange thermique du côté des deux fluides.

Le coefficient d'échange pour le fluide de refroidissement dépendra uniquement de la géométrie et des conditions d'écoulement (valeurs du nombre de Reynolds et de Prandtl).

Le plus délicat est de pouvoir estimer le coefficient d'échange de chaleur lors de la condensation du fluide chaud puisque sa valeur devient alors beaucoup plus importante ce qui a une influence directe sur la valeur du flux thermique calculé. En effet, la résistance thermique prépondérante correspond alors au film de liquide formé. Les différentes corrélations utilisées seront détaillées dans cette section.

Lors de la condensation à l'intérieur d'un tube horizontal, différents régimes d'écoulement peuvent apparaître : annulaire, stratifié, intermittent, ondulé... Notre débit de vapeur imposé par l'entrée du fluide chaud étant élevé, on considère le régime annulaire et dans cette configuration, le coefficient d'échange dépend fortement de la vitesse massique (à travers le titre massique $x$) et non de la différence entre la température de saturation et celle de la paroi : $T_{sat}-T_p$.

A l'inverse, lors du passage de l'état vapeur à l'état liquide d'un fluide circulant autour d'un tube, il faut tenir compte de cet écart de température et également de la vitesse de la vapeur (souvent négligée dans les corrélations, ce qui ne sera pas le cas ici).