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RÉSUMÉ
Parmi les configurations utilisant les changements de phases figurent les machines à sorption (absorption , adsorption ) mais aussi les machines a éjecteurs. Quelques machines à gaz permanent sont aussi décrites , dont le tube de Ranque-Hilsch , les pulse tubes et machines acoustiques. La dernière catégorie étudiée est celle qui utilise les effets thermoélectriques. Ces trois ensembles sont les plus importants vu leur impact industriel. Néanmoins le panorama ne serait pas complet si on ne citait pas les nouvelles configurations émergentes telles que les configurations thermomagnétiques
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Michel FEIDT : Professeur, Université de Lorraine, Nancy, France
INTRODUCTION
Les machines considérées dans cet article ne sont pas des machines à cycle inverse courantes. Elles utilisent des systèmes basés sur des principes physiques différents qui ont des conséquences sur l’analyse des cycles.
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- Version archivée 1 de oct. 2003 par Michel FEIDT
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3. Machines thermoélectriques
3.1 Effets thermoélectriques
Les effets thermoélectriques sont une illustration classique de la thermodynamique des phénomènes irréversibles linéarisée.
En l’absence de champ magnétique, ces effets sont au nombre de cinq :
-
deux effets bien connus : la conduction thermique, et la dissipation par effet Joule ;
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trois effets, dont les deux premiers sont fondamentaux pour les applications : l’effet Seebeck, l’effet Peltier, l’effet Thomson.
L’effet Seebeck est dû à un apport d’énergie thermique à la jonction de deux matériaux conducteurs (ou semi-conducteur). Cet apport crée une différence de potentiel aux bornes de la jonction. Le phénomène est utilisé pour la mesure de températures (thermocouples) ; il est aussi à la base de la conversion thermoélectrique.
L’effet Peltier est un effet réciproque du précédent. Il est obtenu en faisant circuler dans un sens convenable un courant continu au travers de la jonction entre matériaux différents. Une différence de température apparaît alors entre deux jonctions successives initialement à même température. Celle-ci rend compte d’un transfert de chaleur entre la jonction froide qui absorbe de la chaleur, et la jonction chaude qui rejette de la chaleur (figure 15).
3.2 Modèle thermodynamique de machine thermoélectrique
Conformément au schéma de la figure 16, le premier principe de la thermodynamique implique que, la somme de l’énergie électrique fournie
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HILSCH (R.) - The use of the expansion of gases in a centrifugal field as cooling process. - The Review of scientific instruments, vol. 18, n° 2, p. 108, fév. 1947.
-
(2) - VIAUD (P.), SCLABAS (J.L.), MAUFFREY (G.) - Rapport de projet. - IUT GTE, Longwy (1993).
-
(3) - NIKA (Ph.) - Convertisseurs thermoacoustiques et dimensionnement. - [BE 8 062](2007).
-
(4) - DOMBLIDES (J.P.), DALIGAUD (J.), DODRAY (C.), PELFRENE (G.) - Tube à gaz pulsé. - Rev. Gén. Froid, p. 47-49, janv.-fév. 1992.
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(5) - LIANG (J.), RAVEX (A.), ROLLAND (P.) - Study on pulse tube refrigeration. - Cryogenics, vol. 36, n° 2, p. 87-106 (1996).
-
(6) - SWIFT (G.W.) - Thermoacoustic engines and refrigerators. - Physics...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Thermodynamique appliquée. Premier principe. Énergie. Enthalpie.
-
Thermodynamique appliquée. Bilans entropiques et exergétiques.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Cycles monoétagés.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Cycles multiétagés.
-
Théorie des machines frigorifiques. Machine à compression mécanique. Fluides.
-
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