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Auteur(s)
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Jean GOSSE : Professeur de Thermique en vue des applications à l’industrieConservatoire National des Arts et Métiers (CNAM)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les trois propriétés particulières, viscosité, conductivité thermique et coefficient de diffusion de masse, sont désignées comme étant des propriétés de transport parce qu’elles sont liées au mouvement d’agitation des molécules. Les transports moléculaires de quantité de mouvement, d’énergie, d’espèce chimique sont les corollaires des forces de cohésion du fluide.
La théorie cinétique des gaz permet d’établir des formules dont l’application est valable non seulement aux faibles pressions, mais aussi jusqu’à des pressions de quelques bars, comme cela sera précisé plus loin.
En ce qui concerne la conductivité thermique, il a été nécessaire d’élaborer dans cette monographie des formules plus générales que celles actuellement disponibles de façon à représenter, pour une température quelconque, les données expérimentales d’un gaz ou d’un mélange gazeux.
Le présent texte doit être associé aux articles Viscosité Viscosité[K 480] et Effets des hautes et très hautes pressions Effets des hautes et très hautes pressions de ce traité, qui dégagent l’influence de la pression sur les propriétés de transport des gaz.
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Rappel des définitions des propriétés de transport1. Limite de validité des formules
La théorie permet de traiter dans le même cadre de raisonnement ces propriétés de transport pour un gaz très dilué, c’est‐à‐dire tel que la pression n’a pas d’influence sensible sur la viscosité et la conductivité. On admet que les collisions ne se produisent qu’entre deux molécules (pas de collisions simultanées de trois molécules ou plus). Contrairement à ce que l’on pourrait croire, cette clause n’est pas très astreignante ; après réexamen d’une étude trop optimiste dans ses conclusions, on est conduit à dire que ce qui suivra s’applique, à mieux que 1 % près, aux gaz dans un domaine pression‐température délimité par :
( 1 )
avec :
- p + :
- = p /pc pression réduite
- T + :
- = T /Tc température réduite
- pc et Tc :
- pression et température absolue au point critique.
Cette condition linéaire [1] n’est valable que si 0,5 < T + < 4,5 ; elle montre que la pression permise croît avec la température.
La figure 1 illustre le cas de l’azote (pc = 33,9 bar ; Tc = 126,2 K), avec en abscisse T + et en ordonnée In p +. La courbe (S) d’équilibre à la saturation s’arrête au point critique C. Le domaine de validité est sous la courbe (L). La cote In
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHILDS (G.E.), HANLEY (H.J.M.) - Applicability of dilute gas transport property tables to real gases. - Cryogenics 8, p. 94-97 (1968).
-
(2) - HIRSCHFELDER (J.O.), CURTIS (C.F.), BIRD (R.B.) - Molecular theory of gases and liquids. - New York, 2e éd., John Wiley (1965).
-
(3) - SVEHLA (R.A.) - Estimated viscosities and thermal conductivities of gases at high temperature. - NASA Technical Report R-132 (1962).
-
(4) - TOULOUKIAN (Y.S.), SAXENA (S.C.), HESTERMANS (P.) - Thermophysical properties of matter : Viscosity. - IFI/PLENUM, vol. 11 (1975).
-
(5) - TOULOUKIAN (Y.S.), LILEY (P.E.), SAXENA (S.C.) - Thermophysical properties of matter : Thermal conductivity. - IFI/PLENUM, vol. 3 (1970).
-
(6) - NEUFELD (P.D.), JANSEN (A.R.), AZIZ (R.A.) - Empirical equations to calculate 16 of the transport collision integrals for the (12-6)...
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