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RÉSUMÉ
Les efforts visant à améliorer les échangeurs thermiques dans de nombreux secteurs industriels (automobile, électronique...) nécessitent l'intensification des transferts de chaleur par convection. De nouvelles voies d'optimisation doivent donc être étudiées. L’utilisation des nanofluides en tant que fluide thermique est un nouveau domaine encore en phase de recherche. L’influence d'un certain nombre de paramètres, tels que la taille et la forme, les phénomènes aux interfaces entre liquide et particules, sont encore mal compris et caractérisés. Au final, le succès du développement d'un nanofluide industriel demande la résolution simultanée de plusieurs aspects, à commencer par l’amélioration du coefficient d’échange thermique.
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-
Jean-Antoine GRÜSS
INTRODUCTION
Les efforts visant à améliorer les échangeurs thermiques dans de nombreux secteurs industriels (automobile, électronique…) nécessitent l'intensification des transferts de chaleur par convection [1] [2] [3] [4] [5]. Les améliorations dites « passives », au niveau des surfaces d'échange, sont une voie déjà largement explorée et atteignent leurs limites. De nouvelles voies d'optimisation doivent donc être étudiées. L'une d'elles consiste à utiliser de nouveaux fluides capables d'accroître les transferts thermiques : c'est le cas des nanofluides.
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7. Conclusion
L'utilisation de nanofluides en tant que fluide thermique est un nouveau domaine qui est encore en phase de recherche.
Des améliorations d'échange thermique de l'ordre de plusieurs dizaines de pour-cent semblent possibles, notamment pour certaines applications : moteurs thermiques et refroidissement électronique. Néanmoins, compte tenu de l'augmentation de viscosité due aux nanoparticules, le bilan énergétique reste encore mitigé.
Compte tenu des diverses méthodes de synthèse et de caractérisation, les résultats expérimentaux ne sont pas reproductibles entre les différents groupes de recherche travaillant sur le sujet.
L'influence d'un certain nombre de paramètres, tels que la taille et la forme, les phénomènes aux interfaces entre liquide et particules, sont encore mal compris et caractérisés.
Le succès du développement d'un nanofluide industriel demande la résolution simultanée de plusieurs problèmes :
-
obtenir un coefficient d'échange thermique amélioré ;
-
ne pas augmenter la perte de pression dans le circuit hydraulique ;
-
développer un fluide stable en température et durant sa durée de vie (stockage, utilisation) ;
-
ne pas encrasser ou éroder les circuits hydrauliques ;
-
être acceptable au niveau environnement (toxicité, rejet…) ;
-
avoir un coût de production compétitif pour l'application visée.
La résolution de cette équation, qui fait appel à des compétences diverses, n'est pas simple et demandera sans doute encore quelques années d'effort avant de déboucher sur des produits commercialisables.
En évaporation/condensation, l'intérêt des nanofluides est évident pour augmenter le flux critique en ébullition, mais la compréhension des phénomènes en ébullition et évaporation, qui ont un intérêt industriel important, reste un terrain relativement vierge.
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Principes généraux. - [BE 8 205] Génie énergétique (2005).
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(3) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 1. - [BE 8 206] Génie énergétique (2005).
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(4) - PADET (J.) - Convection thermique et massique – Nombre de Nusselt : partie 2. - [BE 8 207] Génie énergétique (2005).
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(5) - LALLEMAND (A.) - Écoulement des fluides – Étude physique et cinématique. - [BE 8 151] Génie énergétique (1999).
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(6) - LE...
ANNEXES
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