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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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5. Nanofluides en changement de phase
Plusieurs groupes ont étudié le comportement de nanofluides en ébullition au niveau du coefficient d'échange ainsi que du flux critique en ébullition (CHF). De plus, des dispositifs diphasiques de transfert thermique ont été testés tels que des caloducs à capillaire fritté ou à rainures, des thermosiphons diphasiques, des LHP et des OHP avec différents fluides.
CHF : Critical Heat Flux
LHP : Loop Heat Pipe
OHP : Oscillating Heat Pipe
Concernant le CHF, une augmentation importante (entre 200 et 300 %) a été confirmée par plusieurs études [50] [51] [52] attribuée à une modification de l'état de surface par les particules.
Pour le coefficient d'échange, le tableau est plus contrasté. Certains auteurs observent une diminution, d'autres une augmentation du coefficient d'échange en évaporation. Des améliorations de performances ont par ailleurs été observées sur des dispositifs diphasiques complets. Ce domaine en est toujours à la phase de recherche, afin de comprendre les phénomènes mis en jeu et l'influence de divers paramètres : ébullition nucléée ou évaporation en film, influence du mouillage et de la tension superficielle, de la nature des fluides et matériaux mis en jeu, de la nanostructuration de paroi induite par les nanofluides.
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BIBLIOGRAPHIE
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ANNEXES
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