Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les efforts visant à améliorer les échangeurs thermiques dans de nombreux secteurs industriels (automobile, électronique...) nécessitent l'intensification des transferts de chaleur par convection. De nouvelles voies d'optimisation doivent donc être étudiées. L’utilisation des nanofluides en tant que fluide thermique est un nouveau domaine encore en phase de recherche. L’influence d'un certain nombre de paramètres, tels que la taille et la forme, les phénomènes aux interfaces entre liquide et particules, sont encore mal compris et caractérisés. Au final, le succès du développement d'un nanofluide industriel demande la résolution simultanée de plusieurs aspects, à commencer par l’amélioration du coefficient d’échange thermique.
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The efforts aimed at improving heat exchangers in many industrial sectors (automotive, electronic, etc.) require the intensifying of heat transfer by convection. New optimization means must therefore be studied. The usage of nanofluids as thermal fluids is a new domain which is still at the research stage. The influence of a certain number of parameters, such as size and form, the phenomena at interfaces between liquid and particle are still ill-understood and characterized. The successful development of an industrial nanofluid requires simultaneously solving several issues and primarily improving the thermal exchange coefficient.
Auteur(s)
-
Jean-Antoine GRÜSS
INTRODUCTION
Les efforts visant à améliorer les échangeurs thermiques dans de nombreux secteurs industriels (automobile, électronique...) nécessitent l'intensification des transferts de chaleur par convection [1] [2]Intensification des échanges thermiques. [3]Convection thermique et massique – Principes généraux. [4]Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 1. [5]Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 2.. Les améliorations dites « passives », au niveau des surfaces d'échange, sont une voie déjà largement explorée et atteignent leurs limites. De nouvelles voies d'optimisation doivent donc être étudiées. L'une d'elles consiste à utiliser de nouveaux fluides capables d'accroître les transferts thermiques : c'est le cas des nanofluides.
La définition des termes techniques, en gras dans le texte, est donnée dans un tableau en fin d'article.
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Nanofluides en changement de phase
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4. Transferts de chaleur en monophasique
La littérature traite majoritairement de la problématique concernant l'augmentation de la conductivité thermique des nanofluides. Cette première étape est certes nécessaire et l'approche est somme toute cohérente dans le but d'intensifier les transferts de chaleur par l'emploi des nanofluides. Néanmoins, afin d'estimer véritablement les avantages des nanofluides dans des applications thermiques, le coefficient d'échange thermique (cas de la convection forcée) et la perte de pression doivent être considérés.
4.1 Transfert de chaleur par convection forcée
Ce type de transfert de chaleur est caractérisé par le coefficient d'échange thermique h du fluide en écoulement (exprimé en W · m–2 · K –1). Ce coefficient d'échange dépend du régime d'écoulement du fluide, représenté par le nombre de Reynolds Re.
La détermination expérimentale du coefficient d'échange thermique h nécessite l'usage d'une boucle fluidique au sein de laquelle une section, en général cylindrique de diamètre di , est instrumentée et chauffée par effet Joule (cas du flux imposé) [38]. Le calcul du coefficient d'échange thermique h est effectué grâce à la relation :
avec :
- Φ :
- (W) puissance thermique imposée à la section d'essais,
- Si :
- (m2) surface d'échange de la section d'essais,
- Tp :
- (K) température à la paroi,
- Tf :
- (K) température du fluide.
Les principaux résultats expérimentaux, issus de la littérature, sont...
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Transferts de chaleur en monophasique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BONTEMPS (A.), GARRIGUE (A.), GOUBIER (C.), HUETZ (J.), MARVILLET (C.), MERCIER (P.), VIDIL (R.) - Intensification des échanges thermiques. - [BE 2 343] Techniques de l'Ingénieur.
-
(2) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Principes généraux. - [BE 8 205] Génie énergétique (2005).
-
(3) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 1. - [BE 8 206] Génie énergétique (2005).
-
(4) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 2. - [BE 8 207] Génie énergétique (2005).
-
(5) - LALLEMAND (A.) - Écoulement des fluides – Étude physique et cinématique. - [BE 8 151] Génie énergétique (1999).
-
(6) - LE...
ANNEXES
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DAS (S.) - CHOI (S.) - YU (W.) - PRADEEP (T.) - Nanofluids : Science and Technology. - J. Wiley (2008).
YU (W.) - FRANCE (D.) - ROUTBORT (J.) - CHOI (S.) - Review and Comparison of Nanofluid Thermal Conductivity and Heat Transfer Enhancements. - Heat Transfer Engineering, vol. 29, p. 432-460 (2008).
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Anonymous - International Nanofluid Properties Benchmark Exercise (INPBE). - (2008) http://mit.edu/nse/nanofluids/benchmark/index.html
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HWANG (Y.) - AHN (Y.) - SHIN (H.) - LEE (C.) - KIM (G.) - PARK (H.) - LEE (J.) - Investigation on Characteristics of Thermal Conductivity...
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