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L’essor des microtechnologies a vu l’émergence depuis quelques années de nouvelles structures de circulation de fluides à une échelle bien inférieure au millimètre, permettant ainsi de réaliser des échangeurs thermiques ultracompacts.
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Intérêt et inconvénients des microéchangeurs2. Compacité des échangeurs
La diminution de la taille des canaux permet, dans un même volume, de développer la surface d’échange thermique.
La puissance échangée P entre une surface S de paroi à température tparoi et un fluide à une température t fluide est de la forme :
Au-dessous d’une taille de canal de quelques millimètres, l’écoulement du fluide devient laminaire et le coefficient d’échange h devient pratiquement inversement proportionnel au diamètre hydraulique.
Le seul moyen d’augmenter la puissance échangée est alors d’augmenter la surface d’échange S.
En diminuant la taille des canaux, la surface d’échange par unité de volume augmente. Cela se caractérise par un critère de compacité β (en m2/m3) représentant pour un côté fluide le rapport :
On montre que β est inversement proportionnel au diamètre hydraulique du canal D h.
La figure 2 représente le diamètre hydraulique de différents types d’échangeurs.
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