Présentation
Auteur(s)
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Christophe MARVILLET : Ingénieur de l’École centrale de Lyon - Chef de laboratoire au CEA/GRETh (Groupement pour la recherche sur les échangeurs thermiques) - Enseignant à l’IFFI (Institut français du froid industriel) – CNAM Paris - Détaché à l’ANVAR/PACA (Marseille)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les principaux fluides caloporteurs sont les gaz sous forme d’azote, d’hélium, d’air, de dioxyde de carbone et de vapeur d’eau caractérisés par un médiocre pouvoir calovecteur et caloporteur : toutefois, leur grande disponibilité pour certains et leurs applications à très haute température pour d’autres en font des fluides couramment utilisés dans les procédés industriels. Pour des procédés industriels fonctionnant jusqu’à des températures de 350 ˚C, les fluides organiques sous forme d’huile minérale ou synthétique peuvent trouver de larges applications. Les fluides halogénés de type PFC ou HFE trouvent des usages où leur rigidité diélectrique et leur volatilité s’appliquent à des procédés de refroidissement ou de production en électronique. Les usages à plus haute température imposent des fluides caloporteurs de type sels fondus voire métaux liquides dont la mise en œuvre reste délicate malgré des propriétés physiques particulièrement favorables.
Cet article est le second volet traitant des fluides caloporteurs et frigoporteurs. Il est complété par l’article Fluides frigoporteurs- Propriétésconcernant plus particulièrement les fluides frigoporteurs.
Pour les définitions générales, les critères de choix ainsi que pour consulter le tableau des notations et symboles, le lecteur se reportera à l’article Fluides caloporteurs et frigoporteurs- Définitions. Critères de choix.
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- Version courante de juil. 2015 par Christophe MARVILLET
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Sels fondus3. Fluides organiques
Les fluides caloporteurs organiques peuvent être subdivisés en trois catégories :
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les huiles minérales ou les hydrocarbures d’origine pétrolière ;
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les huiles synthétiques comprenant principalement les aromatiques et les silicones ;
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les fluides halogénés de type PFC (perfluorocarbure), PFPE (perfluoropolyéther) ou, plus récemment, HFE (hydrofluoroéther).
Les noms commerciaux des différents fluides organiques ainsi que leurs fournisseurs sont donnés dans le tableau B en .
3.1 Huiles minérales
Les huiles minérales extraites des différentes régions du globe ont des compositions très variées. Elles peuvent être classées d’après leur constituants principaux : on distingue en effet des huiles brutes paraffiniques (chaînes carbonées saturées, linéaires ou ramifiées), les huiles brutes aromatiques (avec noyaux benzéniques) et les huiles naphténiques (de formule CnH2n, telles que les cyclopentanes ou cyclohexanes).
En réalité, les molécules des huiles minérales sont une combinaison des trois familles précédentes. Dans ce cas, on ne peut parler que d’hydrocarbures, pour lesquels le caractère paraffinique, naphténique ou aromatique est prépondérant.
Les huiles minérales commerciales sont généralement à caractère naphténique : une répartition moléculaire étroite, obtenue par distillation, permet d’ajuster au mieux les propriétés physiques suivant l’utilisation. Le point d’éclair des huiles minérales varie entre 200 et 270 ˚C. Ces fluides ne sont pratiquement pas toxiques et sont bon marché. En contrepartie, leur tension de vapeur, leur point de feu et leur stabilité thermique limitent leur utilisation au-dessous de 300 ˚C [24].
HAUT DE PAGE3.2 Huiles synthétiques
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Ces fluides sont répartis essentiellement en deux groupes :
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les hydrocarbures aromatiques (alkylbenzène et polyphényles hydrogénés) [24] ;
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les huiles silicones.
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Les hydrocarbures aromatiques présentent une stabilité thermique...
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