Etudes expérimentale et théorique d’un caloduc à ailettes creuses en polymère en présence de gaz incondensables

Autor: Berut, Elise, Lips, Stéphane, Lefèvre, Frédéric, Sartre, Valérie
Přispěvatelé: Lips, Stéphane, Centre d'Energétique et de Thermique de Lyon (CETHIL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Congrès de la SFT
Congrès de la SFT, Jun 2019, Nantes, France
Popis: Le développement de systèmes de refroidissement passifs, efficaces et légers, comme les caloducs diphasiques, est un enjeu important dans de nombreux secteurs industriels. Toutefois, ces systèmes peuvent être relativement lourds particulièrement si la source froide est l'air, à cause de la présence d'un radiateur métallique à ailettes. Pour répondre à cette problématique de réduction du poids, un caloduc plat muni de 27 ailettes creuses intégrées en polymère, de hauteur $15\unit{cm}$ et de diamètre $6\unit{mm}$, a été réalisé. La réduction des performances thermiques du système de refroidissement liée à l'utilisation d'un matériau polymère est compensée par la grande surface d'échange convective, par l'amélioration de l'efficacité de la surface ailetée grâce à la condensation directe du fluide au sein des ailettes creuses, et par la suppression de la résistance thermique de contact entre le caloduc et le radiateur à ailettes. Cependant, les mauvaises propriétés barrière du polymère ou une incompatibilité avec le fluide caloporteur peuvent entraîner l'apparition de gaz incondensables dans le caloduc. L'objectif de la présente étude est de comprendre l'influence de ces gaz sur les performances du caloduc chargé en pentane. L'étude expérimentale, réalisée pour de faibles densités de flux (de l'ordre de $0,05\unit{W/cm^2}$ au condenseur) et une vitesse d'air de refroidissement d'environ $3\unit{m/s}$, montre qu'en fonctionnement, les gaz incondensables s'accumulent aux extrémités supérieures des ailettes, rendant ainsi inactive toute une partie de la surface d'échange ($10$ à $90 \%$). Le volume occupé dépend de la masse de gaz incondensables présente dans l'enceinte, mais également du flux de chaleur évacué et ceci indépendamment de la pression de saturation au sein du caloduc. Cet effet est d'autant plus marqué lorsque la somme des résistances thermiques de convection et de conduction dans la paroi est grande, autrement dit quand le refroidissement est limitant par rapport à la condensation. Quand la puissance thermique imposée est inférieure à $10\unit{W}$, les gaz incondensables, même en très faibles quantités, empêchent un fonctionnement correct du caloduc. Par contre, ils occupent moins de la moitié du volume des ailettes dès que le flux dépasse $20\unit{W}$.
Databáze: OpenAIRE
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