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RÉSUMÉ
Le dimensionnement d'une machine thermoacoustique ne se fait pas de façon simple et systématique. En réalité, le « design » d'un dispositif est effectué plus ou moins par tâtonnements successifs, soit par analogie avec des réseaux électriques, soit en appliquant les règles de similitude avec une machine existante et de fonctionnement connu, soit en définissant a priori une structure acoustique et en optimisant certaines parties en fonction des résultats obtenus grâce à des modèles plus ou moins sophistiqués.
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Philippe NIKA : Professeur, université de Franche-Comté, CNRS
INTRODUCTION
Cet article fait suite aux deux articles « Effet thermoacoustique » [BE 8 060] et « Moteurs et refroidisseurs thermoacoustiques » [BE 8 061]. Il en utilise largement les notions et résultats théoriques. Outre ces connaissances bien spécifiques, la modélisation des systèmes thermoacoustiques passe par l'utilisation des analogies avec des réseaux électriques, quelques connaissances dans ce domaine sont donc aussi nécessaires. Le problème du dimensionnement d'une machine thermoacoustique ainsi que celui de son optimisation globale n'est pas résolu actuellement de façon simple et systématique. En réalité, le « design » d'un dispositif est effectué plus ou moins par tâtonnements successifs, soit en appliquant les règles de similitude à partir des connaissances acquises sur une machine existante et de fonctionnement connu, soit en définissant a priori une structure acoustique et en optimisant certaines parties en fonction des résultats obtenus grâce à des modèles plus ou moins sophistiqués (programme DeltaE, équations d'ondes, théorie de la thermoacoustique linéaire…). Ces modèles ont généralement été mis au point pour retrouver au mieux les résultats expérimentaux d'un prototype donné et ne possèdent donc pas vraiment de caractère universel. L'article [BE 8 063] traite de la combinaison des moteurs et récepteurs thermoacoustiques, il rapporte les récentes avancées dans la réalisation de ces systèmes.
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8. Optimisations technologiques supplémentaires
L'obtention de performances satisfaisantes, outre les choix précédents passe aussi par un certain nombre de précautions ; il s'agit de minimiser toutes les causes de pertes diverses.
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Réduction des pertes visqueuses : le premier point pour l'obtention de performances suffisantes dans une machine thermoacoustique consiste à diminuer l'impédance acoustique
du stack- régénérateur, sinon des vitesses trop importantes génèreront des pertes visqueuses prohibitives. Ainsi, dans le cas d'utilisation d'ondes stationnaires faudra-t-il veiller à positionner le stack près d'un nœud de vitesse.
Une seconde précaution dans la diminution des pertes visqueuses consiste à soigner les états de surface en employant des tubes polis à l'intérieur. Il vaut mieux, bien sûr, que la valeur moyenne des rugosités reste inférieure à l'épaisseur de la couche limite visqueuse δν .
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Réduction des phénomènes turbulents : dans le même souci de minimiser les dégradations de l'énergie, on évitera la génération de turbulences dans les écoulements au moyens de redresseurs d'écoulement intercalés dans le circuit acoustique. Ils peuvent être réalisés à partir de structures en nid d'abeille par exemple.
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Annulation des streaming : en complément des dispositions géométriques exposées précédemment (équations et ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - SWIFT (G.W.) - Thermoacoustics : a unifying perspective for some engines and refrigerators. - Fifth draft LA UR 99 895, 29 mai 2001.
-
(2) - SWIFT (G.W.) - Thermoacoustic engines. - J. Acoust. Soc. Am., 84(4), p. 1145-1180, oct. 1988.
-
(3) - SWIFT (G.W.) - Thermoacoustic engines and refrigerators. - Physics Today, p. 22-28, juill. 1995.
-
(4) - NIKA (P.), FEIDT (M.), FRANÇOIS (M.X.), BAILLY (Y.), LANZETTA (F.) - Effets thermoacoustiques dans un régénérateur cylindrique contenant un empilement de billes. - Int. Jl. of Refrigeration, 28, p. 353-367 (2005).
-
(5) - BACKHAUS (S.), SWIFT (G.W.) - * - A thermoacoustic Stirling heat engine Nature, vol. 399, no 6734, p. 335-338 (1999).
-
(6) - BACKHAUS (S.), SWIFT (G.W.) - A thermoacoustic Stirling heat engine : detailed study. - J....
ANNEXES
DeltaE http://www.lanl.gov/thermoacoustics/DeltaE.html
SAGE http://convergecfd.com/products/sage/
DSTAR
Thermoacoustica http://amorphous.xtal.nagoya-u.ac.jp/~amorphous/thermoacoustic/thermoacoustica/thermoacoustica.html
CRISTA (LIMSI-CNRS, Bretagne, Bétrancourt, 2004) http://www.limsi.fr
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