Technology of chemical and environmental engineering

lmapr2691  2020-2021  Louvain-la-Neuve

Technology of chemical and environmental engineering
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5 crédits
30.0 h + 15.0 h
Q2
Langue
d'enseignement
Anglais
Acquis
d'apprentissage

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

1 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): Patricia Luis
 
Exergy (8h) - Patricia Luis
  • Introduction à l'exergie
  • Importance de l'exergie en génie chimique
  • Exergie en réaction et séparation
 
Pompes et Compresseurs (8h) - Patricia Luis
  • Pompes: principes de base
  • Types de pompes et leurs spécificités
  • Compresseurs: principes de base
  • Types de compresseurs et leurs spécificités.
  • Compresseurs à plusieurs étages et leurs avantages
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).   
Sécurité et exploitation (2h) - Solvay
  • Analyse HAZOP
 
 
 
 
 
 
Méthodes d'enseignement

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Ce cours combine des cours en salle, des sessions d'exercices en salle, et un laboratoire.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

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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 créditer 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


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