Technology of chemical and environmental engineering

Note du 29 juin 2020
Sans connaitre encore le temps que dureront les mesures de distances sociales liées à la pandémie de Covid-19, et quels que soient les changements qui ont dû être opérés dans l’évaluation de la session de juin 2020 par rapport à ce que prévoit la présente fiche descriptive, de nouvelles modalités d’évaluation des unités d’enseignement peuvent encore être adoptées par l’enseignant ; des précisions sur ces modalités ont été -ou seront-communiquées par les enseignant·es aux étudiant·es dans les plus brefs délais.

5 crédits

30.0 h + 15.0 h

Enseignants

Luis Alconero Patricia; Winckelmans Grégoire;

Langue
d'enseignement

Anglais

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

Contribution du cours au référentiel du programme
Faisant référence aux acquis d'apprentissage du diplôme KIMA, les AAs suivants sont visés: Axe 1: 1.1, 1.2; Axe 2: 2.2, 2.3, 2.4, 2.5; Axe 3: 3.1, 3.2, 3.3; Axe 4: 4.1, 4.2, 4.4; Axe 5: 5.3, 5.5, 5.6; Axe 6: 6.1, 6.2, 6.3.
Acquis d'apprentissage spécifiques au cours
Résultats d'apprentissage techniques
A l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de:

Calculer la perte de pression dans des tubes droits et courbés.
Classifier les pompes et les compresseurs.
Choisir un type de pompe/compresseur en fonction de son utilisation.
Calculer et interpréter correctement la hauteur de charge maximale d'une pompe et la courbe caractéristique d'une pompe.
Analyser le comportement caractéristique des pompes en série ou en parallèle. Calcul des hauteurs de refoulement et des débits de refoulement.
Analyser la compression en série.
Dériver et utiliser des modèles de compression, calculer la puissance de compression et le rendement, et analyser et calculer les caractéristiques d'une compression multi-étapes.
Tenir compte d'une déviation des gaz parfaits et déterminer les exposants des gaz.
Classifier les différents types d'agitateurs.
Dimensionner les agitateurs les plus importants.
Classifier les différents types d'échangeurs de chaleur.
Dimensionner les échangeurs de chaleur les plus importants.
Réaliser le schéma d'un procédé.
Analyser la sécurité et la régulation d'un procédé.
Réaliser l'analyse thermodynamique des procédés.

Résultats d'apprentissage transversaux
A l'issue de ce cours, l'étudiant sera capable de:

Contribuer, en équipe, à la réalisation d'un projet disciplinaire ou pluridisciplinaire en respectant une approche cadrée.
Utiliser un corpus de connaissances en sciences fondamentales et polytechniques, permettant de résoudre des problématiques disciplinaires cadrées.
Mobiliser des connaissances scientifiques et techniquesprovenant de diverses sources, y compris les livresde référence et le web.
Analyser, organiser et mener à son terme une démarche d'ingénierie appliquée au développement d'un procédé répondant à un besoin ou à une problématique cadrée, à l'analyse d'un phénomène physique donné ou un système.
Faire preuve de rigueur et d'esprit critique dans ses démarches scientifiques et techniques en se souciant de l'éthique.
Communiquer efficacement oralement et par écrit les résultats des missions qui lui sont confiées.

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».

Contenu

Introduction (2h): Solvay

Pompes et Compresseurs (8h) - Pierre Descamps (APH)

Récapitulatif de la thermodynamique de la compression
Types de compresseurs et leurs spécificités.
Les compresseurs à plusieurs étages et leurs avantages
Calcul de l'efficacité du compresseur et calcul de la puissance requise
Calcul de la charge du système pour le débit compressible et le point de fonctionnement du compresseur

Echangeurs de chaleur (8h) - Winckelmans Grégoire

Conduction, convection. Solutions de la conduction en 1D: plaque multi-couche, tuyau multi-couche, ailettes. Analogie électrique et résistance thermique.
Coefficients de transfert de chaleur. Ecoulements laminaires: cas avec densité de flux de chaleur à la paroi constante, cas avec température de paroi constante, écoulement thermiquement développé et longueur d’entrée thermique. Corrélations pour les écoulements turbulents.
Echangeurs de chaleur: co-courant, contre-courant, courants croisés. Méthode LMTD (Logarithmic Mean Temperature Difference).
Méthode Epsilon-NTU (Number of Transfer Units).

Exergy (8h) - Patricia Luis

Introduction à l'exergie
Importance de l'exergie en génie chimique
Exergie en réaction et séparation

Sécurité et exploitation (2h) - Solvay

Analyse HAZOP

Méthodes d'enseignement

Ce cours combine l'ex-cathedra et des exercices.

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Examen (questions théoriques et pratiques). L'examen est divisé en trois parties liées aux 1) échangeurs de chaleur, 2) aux pompes et aux compresseurs et 3) à l'analyse de l'éxergie. Les étudiants doivent passer les trois parties de l'examen pour approuver le cours.

Autres infos

Ce cours nécessite des connaissances de base en hydrodynamique & phénomènes de transport, en thermodynamique et en mathématique appliquée.

Ressources
en ligne

Des notes de cours et / ou des copies des diapositives utilisées en classe sont fournies aux étudiants et disponibles sur Moodle.

Bibliographie

For the part on heat exchangers: F. P. Incropera, D. P. Dewitt, T. D. Bergman, A. S. Lavine, « Fundamentals of Heat and Mass Transfer », Sixth edition, 2007.
For the part on exergy: I. Dincer, "Exergy: Energy, Environment and Sustainable Development", 2nd Edition, Elsevier, 2012.

Faculté ou entité
en charge

FYKI

Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme

Sigle

Crédits

Prérequis

Acquis
d'apprentissage

Master [120] : ingénieur civil en chimie et science des matériaux

KIMA2M