Bibliographie & annexes
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Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article traite des configurations spécifiques de systèmes et des principes physiques particuliers utilisés en cryogénie pour obtenir de très basses températures, inférieures à -100°C. La liquéfaction de gaz, comme l'air et l'hélium, reste le procédé le plus courant mais on peut également avoir recours aux propriétés thermomagnétiques de certains matériaux. Les perspectives pour la production générale de froid, pas seulement en cryogénie, sont également évoquées dans cet article.
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This article deals with the configurations and physical principles specific to obtaining ultralow temperatures, below ?100°C, in cryogenics. The use of liquefied gases such as air and helium covers the most common processes, but the thermomagnetic properties of some materials can also be usefully exploited. Perspectives for the general production of cold, not only in cryogenics, are also set out.
Auteur(s)
-
Michel FEIDT : Professeur émérite - Université de Lorraine, France
INTRODUCTION
Cette étude s’intéresse tout particulièrement à la production et à l’utilisation des très basses températures typiquement inférieures à 100 °C ; le domaine considéré est classiquement appelé cryogénie.
Pour les obtenir, il faut soit recourir à des techniques différentes de celles imposées dans les deux articles précédents Production de froid et revalorisation de la chaleur : principes généraux [BE 8 095] et Production de froid et revalorisation de la chaleur : machines particulières [BE 8 096], soit faire appel à de nouveaux principes physiques. Les deux approches sont examinées dans le présent article.
On remarque ici que la revalorisation de la chaleur à haute température, qui est le pendant de la cryogénie, reste un domaine peu exploré qui mériterait sans doute plus de considération ; ce sujet n'est qu’évoqué ici, pour préserver la symétrie formelle et fera l'objet d'un autre article à venir.
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KEYWORDS
cryogenics | liquified gas | low and ultralow temperatures
VERSIONS
- Version archivée 1 de oct. 1998 par Michel FEIDT
- Version archivée 2 de oct. 2005 par Michel FEIDT
DOI (Digital Object Identifier)
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Effets thermomagnétiques
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3. Liquéfaction des gaz
3.1 Air liquide
-
Dans le cas de la liquéfaction de l’air, un des procédés les plus courants utilise le cycle de Stirling. Les figures 2 a et 2 b représentent le cycle de Stirling théorique en diagrammes de Clapeyron et entropique. Ce cycle comporte idéalement deux transformations isothermes au contact avec la source froide (a → b) et le puits chaud (c → d). Les deux transformations isochores (d → a, b → c) sont associées ici à une régénération thermique parfaite durant le transfert du gaz au travers de l’échangeur régénérateur. Il apparaît dans la réalité une régénération imparfaite qu'il est possible de représenter sur ces mêmes figures. Mais cela ne change rien au principe. Le cas réel se situe entre la régénération thermique parfaite et l’absence de régénération.
Les positions des pistons de la machine, aux points a, b, c, d du cycle, sont représentées sur la figure 2 c. Il y apparaît clairement un déphasage du mouvement des deux pistons ; trois configurations cinématiques principales dites α, β et γ permettent de répondre à cette nécessité. La réalisation technique correspondante la plus connue en France est due à Philips. Une description plus détaillée de ce type de machine, fonctionnant en moteur, est donnée dans l'article [BE 8 051], § 1.4. La démarche reste la même en récepteur. Un article récent présente une étude de sensibilité paramétrique d’un cryorefroidisseur selon un modèle à vitesse finie et détaillant les divers mécanismes de dégradation d'énergie appliqués à l’analyse entropique puis exergétique ...
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Liquéfaction des gaz
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HÉBRAL (B.) - Cryogénie. - Archives [B 2 380A], Techniques de l’Ingénieur (1993).
-
(2) - LOUNASMAA (O.V.) - Cryogenics. - Volume : 22 Issue : 5 Pages : 213-223 (1982).
-
(3) - * - Science et Vie. - P. 12 (nov. 2003).
-
(4) - LALLEMAND (A.) - Machines à froid et pompes à chaleur. - Ellipses, Paris (2015).
-
(5) - LI (R.), GROSU (L.) - Parameter affect analysis for a Stirling cryocooler. - International journal of refrigeration 80 92-105 (2017).
-
(6) - AHERN (J.E.) - Applications of second law thermodynamics to cryogenics. - A review. Energy Int. J., 5, 891-897 (1980).
-
...
ANNEXES
Conférence internationale de l'IIF sur la technologie de la cryogénie et du froid commissions A1, A2, C1 Romania, Bucarest june 22-25 2016 ISSN : 0151-1637
Congrès français de thermique société française des thermiciens (Marseille 30 mai - 2 juin 2017)
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs de matériels cryogéniques (liste non exhaustive)
Stirling Cryogénics BV, science park Eindhoven Pays-Bas
http://www.stirlingcryogenics.com
HAUT DE PAGE
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