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Auteur(s)
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Jean GOSSE : Professeur de Thermique en vue des applications à l’industrieConservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les trois propriétés particulières, viscosité, conductivité thermique et coefficient de diffusion de masse, sont désignées comme étant des propriétés de transport parce qu’elles sont liées au mouvement d’agitation des molécules. Les transports moléculaires de quantité de mouvement, d’énergie, d’espèce chimique sont les corollaires des forces de cohésion du fluide.
La théorie cinétique des gaz permet d’établir des formules dont l’application est valable non seulement aux faibles pressions, mais aussi jusqu’à des pressions de quelques bars, comme cela sera précisé plus loin.
En ce qui concerne la conductivité thermique, il a été nécessaire d’élaborer dans cette monographie des formules plus générales que celles actuellement disponibles de façon à représenter, pour une température quelconque, les données expérimentales d’un gaz ou d’un mélange gazeux.
Le présent texte doit être associé aux articles Viscosité Viscosité[K 480] et Effets des hautes et très hautes pressions Effets des hautes et très hautes pressions de ce traité, qui dégagent l’influence de la pression sur les propriétés de transport des gaz.
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2. Rappel des définitions des propriétés de transport
On dit que chaque propriété de transport est définie par une loi gradient de proportionnalité entre un flux et un gradient.
Si le gaz est soumis à un gradient de vitesse (du /dy ), il en résulte un flux de quantité de mouvement qui se traduit par une contrainte de cisaillement τ :
La viscosité dynamique η (en Pl ou Pa · s) est le coefficient de proportionnalité entre τ (en N · m– 2) et du /dy (en s– 1).
La conductivité thermique λ (W · m–1 · K –1) est le coefficient liant la densité de flux thermique ψ (W · m– 2) dans la direction x au gradient de température dT / dx (K · m –1) :
De même, le coefficient de diffusion DAB (m2 · s–1) exprime la proportionnalité entre la densité de flux dans la direction x et le gradient de concentration de l’espèce chimique A, diluée dans le gaz porteur dont l’espèce chimique est B :
avec :
- NA (mol · m–2 · s–1) :
- densité de flux molaire de l’espèce A dans la direction x
- CA (mol · m–3) :
- concentration molaire de l’espèce A diluée dans B.
On ne considère ici que la diffusion ordinaire de la masse sous l’effet d’un gradient de concentration. Il existe des phénomènes plus faibles : diffusion de masse liée à un gradient de température (effet...
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Rappel des définitions des propriétés de transport
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CHILDS (G.E.), HANLEY (H.J.M.) - Applicability of dilute gas transport property tables to real gases. - Cryogenics 8, p. 94-97 (1968).
-
(2) - HIRSCHFELDER (J.O.), CURTIS (C.F.), BIRD (R.B.) - Molecular theory of gases and liquids. - New York, 2e éd., John Wiley (1965).
-
(3) - SVEHLA (R.A.) - Estimated viscosities and thermal conductivities of gases at high temperature. - NASA Technical Report R-132 (1962).
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(4) - TOULOUKIAN (Y.S.), SAXENA (S.C.), HESTERMANS (P.) - Thermophysical properties of matter : Viscosity. - IFI/PLENUM, vol. 11 (1975).
-
(5) - TOULOUKIAN (Y.S.), LILEY (P.E.), SAXENA (S.C.) - Thermophysical properties of matter : Thermal conductivity. - IFI/PLENUM, vol. 3 (1970).
-
(6) - NEUFELD (P.D.), JANSEN (A.R.), AZIZ (R.A.) - Empirical equations to calculate 16 of the transport collision integrals for the (12-6)...
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