Attention

Base Documentaire

Transferts thermiques

Transferts thermiques

Les bases théoriques du transfert de chaleur

REF: TIB214DUO

Cette base documentaire appartient au pack : Physique énergétique
280 € HT Abonnement valable 1 an
Ajouter au panier
Besoin d'aide
ou d'informations ?

cliquez ici
Frais d'ouverture d'abonnement : 35,00 € HT
Frais de port et d'emballage : 7,50 € HT

Transferts de chaleur dans les milieux poreux - Changement de phase

Référence BE8251 | Date de publication : 10 oct. 2008 | Serge BORIES, Abdelkader MOJTABI, Marc PRAT, Michel QUINTARD

Télécharger un extrait de cette base doc

INTRODUCTION

Ce dossier, consacré au transfert de chaleur avec changement de phase en milieu poreux, fait suite au dossier « Transfert de chaleur en milieu poreux. Conduction, convection, rayonnement »   auquel le lecteur pourra utilement se référer pour de nombreuses notions non présentées à nouveau ici par souci de concision. Le lecteur peu familier avec les phénomènes de transport en milieu poreux aura en fait tout intérêt à n’aborder le présent dossier qu’après lecture de la référence .

Les phénomènes de changement de phase en milieux poreux occupent une place importante dans de nombreux domaines : l’exploitation des gisements d’hydrocarbures, l’isolation thermique, la géothermie, les transferts entre le sol et l’atmosphère, les échangeurs thermiques, les piles à combustible, le génie chimique... Comme tous les processus polyphasiques, ils sont d’une grande complexité et sur de nombreux points, leur connaissance n’est encore que partielle.

En raison de son importance pratique particulière, on ne s’intéressera dans ce qui suit qu’au seul cas du changement de phase liquide – vapeur (évaporation-condensation), le changement de phase liquide – solide comparativement moins étudié (bien qu’il intervienne dans de nombreuses applications : fonte des neiges, métallurgie/fonderie, etc.) n’étant pas abordé. Signalons simplement que la solidification d’un mélange multiconstituant fait intervenir deux mécanismes, dominés par les instabilités éventuelles de l’interface fluide/solide  : croissance colonnaire à partir de la surface de refroidissement, qui conduit à la présence d’un milieu poreux (« mushy zone »), croissance de grains équiaxes dans la solution liquide en refroidissement. Des modèles du type « milieux poreux » ont donc été développés. Le lecteur intéressé par ces questions trouvera quelques références bibliographiques dans ainsi que dans pour une discussion sur les modélisations non-équilibre local.

Le changement de phase liquide – vapeur en milieux poreux a notamment été étudié en relation avec les problèmes de séchage de géothermie , d’évaporateurs , d’environnement (câbles électriques de forte puissance enterrés, stockage des déchets radioactifs...) d'améliorations des échanges par revêtement poreux ou encore de sûreté nucléaire . Ce phénomène, qui intervient comme suite à l'évolution des conditions thermodynamiques du ou des fluides saturant l'espace des pores, peut être provoqué par des modifications des conditions aux limites sur les frontières du domaine limitant le milieu poreux (séchage convectif...) ou par des processus internes concernant le volume poreux dans son ensemble (chauffage micro-ondes...).

Figure 1 - Condensation en film le long d'une paroi imperméable verticale. Profils de saturation, température et vitesse du liquide

(d'après )

Figure 2 - Évaporation due à un chauffage par le bas à une température au-dessus de la température de saturation

(d'après )

Figure 3 - Évaporation à travers une surface limite perméable

Évaporation à travers une surface limite perméable pour TTS

La situation physique la plus simple, pour illustrer ces phénomènes, est celle de la couche poreuse horizontale ou verticale, initialement saturée par un liquide (évaporation) ou un gaz (condensation) limitée par des surfaces perméables ou non (figures 1 et ). Ces illustrations, qui correspondent respectivement à une situation de condensation sur une plaque verticale (figure 1), d'évaporation au contact d'une surface imperméable surchauffée (cas des échangeurs) (figure 2) et d'évaporation à partir d'une surface perméable (séchage) (figure 3), mettent en évidence la complexité des phénomènes avec, dans la majorité des cas, l'existence de trois zones : une zone diphasique gaz-liquide (s + ℓ + g) et deux zones monophasiques gaz (s + g) et liquide (s + ℓ). La zone diphasique, qui a pour cause principale les effets capillaires, joue un rôle déterminant dans l'évolution des différents processus de transfert d'énergie et de masse.

En pratique, on s'intéresse généralement aux flux transférés (masse et chaleur), et aux critères d'existence des différentes zones et de leurs extensions géométriques δ, δg, δℓg. Pour des raisons de sécurité ou de qualité de produit, on peut également s'intéresser aux distributions spatio-temporelles des variables d'état (pression, température, saturation) au sein du milieu poreux. L'ensemble de ces évaluations peut, en principe, être effectué grâce au modèle mathématique qui suit (§ 2). Mais il convient de rappeler, cependant, que la complexité, aussi bien physique que théorique des phénomènes mis en jeu, n'a permis, jusqu'à présent, qu'une validation partielle de ce modèle.

Notations et symboles

Indices et exposants

Téléchargez gratuitement
un extrait de cette base doc

Télécharger l'extrait
Transferts thermiques

Extrait gratuit

Commandez l'ouvrage et accédez à
l'intégralité de cette base

Vous désirez accéder au contenu de la base documentaire suivante :

Transferts thermiques
Transferts thermiques
REF: TIB214DUO
Ajouter au panier

SI VOUS ÊTES ABONNÉ CONNECTEZ-VOUS



Découvrez les services associés à cette base documentaire

Pour exploiter au mieux les ressources et fonctionnalités de techniques-ingenieur.fr, améliorer la pertinence de vos résultats de recherche.

En savoir plus

Posez des questions techniques, scientifiques, réglementaires, juridiques ou encore économiques aux plus grands spécialistes des domaines couverts par vos bases documentaires.

En savoir plus

En complément des ressources incluses dans votre abonnement, approfondissez vos recherches en découvrant les autres publications également disponibles sur internet.

En savoir plus

Au-delà des ressources documentaires, faites appel à Techniques de l'Ingénieur pour vous accompagner dans vos projets ! Bénéficiez de notre réseau d'experts pour vos actions de formation, vos missions d'expertise et de conseil.

Pour aborder un nouveau sujet de R&D, construire votre réseau, identifier les collaborateurs dont vous avez besoin et accéder à des équipements spécifiques, découvrez l'Annuaire des laboratoires et centres de recherche.

En savoir plus

Incluse dans votre offre : l'application iPad des Techniques de l'Ingénieur vous permet d'accéder à l'intégralité de votre abonnement en usage offline.

En savoir plus

Dans le cadre d'un abonnement à un pack, vous bénéficiez d'un crédit de 5 articles supplémentaires à choisir parmi les bases documentaires auxquelles vous n'êtes pas abonné.

En savoir plus

  • Le traducteur des termes techniques
  • 4 langues sur plus de 60 000 termes scientifiques et techniques

En savoir plus

Faites traduire (sur devis) dans la langue de votre choix des articles, extraits ou résumés d'articles de la collection Techniques de l'Ingénieur.

En savoir plus

Ingénieur ou futur ingénieur ? Recruteur à la recherche de ressources, de stagiaires ? Accédez à l'immense plateforme Réseau et Emploi des Techniques de l'Ingénieur.

En savoir plus

Pour une vision globale et quotidienne de l'actualité et des innovations technologiques, les éditions Techniques de l'Ingénieur mettent à votre disposition un service de Veille & Actualités.

En savoir plus

Reculer

Équipement technique industriel

Trouvez dans cette boutique les solutions d'équipement dont vous avez besoin pour vos projets : outils de mesure, composants mécaniques et matériaux innovants.

FLIR CM78

à partir de 400 € HT
# #

FLIR série Ex

à partir de 900 € HT
# #
Voir tout l'équipement technique

Ressources documentaires

Consultez la plus importante
collection documentaire technique
et scientifique pour les ingénieurs.

Formation

Découvrez nos formations
pour vous accompagner dans
vos projets.

Conseil et intra

Bénéficiez de notre réseau d'experts :
formations sur-mesure,
missions de conseil en ingénierie.