Présentation
Auteur(s)
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Ai BUI : Directeur de Recherche au CNRS, Laboratoire de Génie Électrique à l’Université Paul Sabatier de Toulouse
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Bernard HÉBRAL : Directeur de Recherche au CNRS, Centre de Recherches sur les très basses températures, Laboratoire associé à l’Université Joseph Fourier de Grenoble
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François KIRCHER : Chef de groupe au Service Technique de Cryogénie et de Magnétisme du Centre d’Études Nucléaires de Saclay
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Yves LAUMOND : Chef du Service Technique du Département Électrotechnique Avancée de GEC Alsthom Belfort
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Marcel LOCATELLI : Ingénieur au Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
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Jacques VERDIER : Ingénieur au Service des Basses Températures du Centre d’Études Nucléaires de Grenoble
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’objet de ce premier article [B2380] est de montrer au lecteur, peu familier de la cryogénie, que les fluides ou les matériaux ont un comportement à basse température bien différent de celui connu à température ambiante. La dépendance en température ou l’apparition de phénomènes nouveaux sont souvent mises à profit par l’ingénieur pour assurer des fonctions spécifiques (isolation thermique, transport de chaleur ou d’électricité, etc.).
Ce document est complété par un formulaire rassemblant des figures et des tableaux auxquels les ingénieurs développant des applications cryogéniques pourront se référer.
L’ensemble Cryogénie comporte également un second article sur la mise en œuvre des basses températures Cryogénie : mise en œuvre des basses températures.
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Propriétés des fluides cryogéniques3. Transferts thermiques
Au paragraphe 1, on a vu que l’enthalpie de formation des fluides cryogéniques est faible et, au paragraphe 2, que la capacité thermique massique des matériaux tend vers zéro. La conséquence immédiate est que toute entrée de chaleur va entraîner une évaporation notable des liquides cryogéniques et /ou des réchauffements importants.
Pour l’ingénieur, la principale difficulté de mise en œuvre des basses températures va résulter de ces apports de chaleur provenant de l’extérieur, apports qu’il s’agit de réduire dans toute la mesure du possible. La connaissance des caractéristiques à basse température des processus de transfert thermique nécessite donc une approche particulière.
Comme pour tout autre domaine de température, la chaleur peut être transférée par conduction, par convection ou par rayonnement. La conduction et la convection en dehors de variations classiques avec la température présentent des évolutions inhabituelles caractéristiques de ce domaine de température ; aux températures de l’hélium liquide, le rayonnement thermique devient faible. Parmi les moyens de transfert thermique, nous évoquerons ici quelques types d’interrupteurs thermiques, les échangeurs de chaleur étant traités dans les articles Échangeurs de chaleur [B 2 345] de ce traité ainsi que...
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