Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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René LELEU : Ingénieur IDN (Institut Industriel du Nord) - Ancien Directeur technique de la Société Kestner - Professeur à l’École Centrale de Lille
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Lire l’articleINTRODUCTION
La conduction est le transfert de chaleur d’une partie d’un corps à une autre partie du même corps sans déplacement appréciable des particules de ce corps. La conduction caractérise également le transfert de chaleur d’un corps à un autre corps en contact physique avec le premier.
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La convection est le transfert de chaleur d’un point à un autre dans un fluide (gaz ou liquide) par déplacement des particules de ce fluide. La convection est naturelle si le mouvement du fluide résulte uniquement des différences de masse volumique causées par les différences de température. La convection est forcée si le mouvement du fluide est provoqué par des moyens mécaniques.
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Le rayonnement est le transfert de chaleur d’un corps à un autre, sans aucun contact entre eux, par le déplacement d’ondes dans l’espace.
Le rayonnement thermique concerne les longueurs d’ondes comprises entre 100 µm et 0,01 µm et va de l’infrarouge à l’ultraviolet en couvrant le visible.
Le rayonnement diélectrique concerne les fréquences hertziennes et les longueurs d’ondes comprises entre 100 m et 0,01 m.
Le chauffage par bombardement électronique concerne les longueurs d’ondes de 10 –11 à 10 –12 m.
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Tous les différents types de transfert de chaleur peuvent se produire simultanément et il est sage de considérer les transferts de chaleur par chacun des modes ci‐dessus, dans tous les cas particuliers.
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VERSIONS
- Version courante de déc. 2004 par René LELEU
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Bombardement électronique4. Rayonnement diélectrique
4.1 Définition
Une interprétation simple du phénomène peut être donnée comme suit : un diélectrique est un matériau ayant la particularité d’être un isolant électrique. Placés dans un champ électrique, les atomes ou les molécules constituant ce matériau se polarisent, c’est‐à‐dire que les charges négatives (électrons) et les charges positives (protons) sont attirées par les électrodes de polarité inverse. Lorsque la polarité des électrodes est inversée, les charges électriques de l’atome ou de la molécule sont attirées dans la direction inverse. Il en résulte une déformation de la matière qui, si elle est entretenue, provoque son échauffement.
Les molécules polaires sont celles dont le barycentre des charges positives est différent de celui des charges négatives. Dans ce cas particulier, c’est toute la molécule qui tend à s’orienter dans le sens du champ électrique auquel elle est soumise. Lorsque le champ électrique change de sens, les molécules polaires ont tendance à tourner sur elles‐mêmes, ce qui provoque un effet de frottement générateur de chaleur.
Plus la fréquence du champ électrique est élevée, plus les frottements sont intenses et plus le dégagement de chaleur est important.
On distingue, en pratique, le chauffage par hautes fréquences (10 à 300 MHz) et le chauffage par microondes ou hyperfréquences (300 à 30 000 MHz). Cette différenciation tient pour une large part au fait que les matériels sont différents (générateurs, guides d’ondes, applicateurs), et aussi au fait que la pénétration de la chaleur est différente.
La production de chaleur se fait toujours dans la masse du matériau, ce qui est une grande différence par rapport aux méthodes classiques de chauffage. Dans ces dernières, la surface est chauffée par convection ou rayonnement et le chauffage à cœur se fait par conduction depuis la surface. Pour des matériaux mauvais conducteurs de la chaleur, le gradient de température entre la surface et le cœur peut être considérable.
D’autres aspects du chauffage diélectrique, comme la puissance fournie par unité de volume, peuvent contribuer à compenser le coût d’investissement relativement élevé.
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Rayonnement diélectrique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Mac ADAMS (W.H.) - Transmission de la chaleur - . Dunod (1961).
-
(2) - SACADURA (J.F.) - Initiation aux transferts thermiques - . Technique et Documentation (1978).
-
(3) - ROHSENOW (W.M.), HARTNETT (J.P.) - Handbook of heat transfer - . Mc Graw-Hill (1973).
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(4) - VERON (M.) - Cours de thermique industrielle - . CNAM (1969).
-
(5) - GOSSE (J.) - Guide thermique - . Dunod (1981).
-
(6) - KERN (D.Q.) - Process heat transfer - . Mc Graw-Hill (1950).
-
(7) - MISSENARD (A.) - Conductivité thermique des solides, liquides, gaz et leurs mélanges - ....
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Notions de transfert thermique par convection
-
Isolation thermique à température ambiante. Transferts de chaleur
ANNEXES
PRUJA (P.) - Transferts thermiques à l’échelle du micron dans les matériaux à structure hétérogène : caractérisation des interfaces par microphotoréflexion modulée - . Thèse de doctorat Sciences pour l’Ingénieur. Métrologie. Matériaux, Université de Perpignan (2003).
ASLLANAJ (F.) - Étude et analyse numérique des transferts de chaleur couplés par rayonnement et conduction dans les milieux semi-transparents : application aux milieux fibreux - . Thèse de doctorat Mécanique et énergétique, Université Henri Poincaré Nancy 1 (2001).
MOUSQUES (P.) - Modélisation du couplage réactions chimiques-transferts de chaleur en vue du dimensionnement des réacteurs de pyrolyse - . Thèse de doctorat Génie des procédés, Université de Perpignan (2001).
DESCOINS (N.) - Outils de simulation des fours tournants dédiés à la pyrolyse de déchets : modélisation dynamique du couplage transport de la charge-transferts de chaleur-réactions chimiques - . Thèse de doctorat Énergétique et transferts, Institut national polytechnique de Toulouse (2003).
REYNAUD (S.) - Transferts thermiques par convection forcée en mini-canaux - . Thèse de doctorat Mécanique des fluides et transferts, Institut national polytechnique de Grenoble (2003).
DUCAMP (V.) - Transferts thermiques dans un matériau composite carbone résine - . Thèse de doctorat Sciences chimiques. Chimie physique, Université de Bordeaux 1 (2002).
POUTOT (G.) - Étude des transferts thermiques lors de la cristallisation d’un polymère semi-cristallin - . Thèse de doctorat Sciences de l’Ingénieur. Transferts thermiques, énergétique et génie des procédés, Université de Nantes (2002).
MILLISCHER (A.) - Transferts thermiques dans le procédé d’injection...
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