livre_blanc_dossier-temoin-materiaux

More documents

Recommendations

Info

tiwekacontentpdf_n3801 v1Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––MOUSSES MÉTALLIQUESTableau3–Caractéristiques intéressant la flexion des principales mousses d’aluminiumCymatAl SiCAlulightAlAlporasAlERGAlAFS (âme)Al SiMgMin Max Min Max Min Max Min Max Min MaxDensité relative 0,02 0,2 0,1 0,35 0,08 0,1 0,05 0,1 0,081 0,14Masse volumique(en kg.m –3 )54 540 270 945 216 270 135 270 220 380Module d’Young E(en GPa)0,02 2 1,7 12 0,4 1 0,06 0,3 – 5Module de flexion E f(en GPa)0,03 3,3 1,7 12 0,9 1,2 0,06 0,3 – –Parution : juin 2015 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.1533.2 Caractéristiques clésLe tableau 3 indique les valeurs concernant les principales moussesd’aluminium utilisées ou utilisables pour la réalisation de l’âmede matériaux travaillant en flexion.Les chiffres clés à retenir sont généralement comparatifs avec lematériau constitutif des plaques externes.L’institut Fraunhofer en Allemagne assure par exemple que sastructure composée de tôles d’acier de 1 mm entourant une âmede 14 mm de mousse d’aluminium, présente une résistance à la flexionéquivalente à celle d’une tôle d’acier massive de 10 mm avecune masse 3 fois moindre.De même, Pohltec Metalfoam affiche, pour son produit AFS (30)(composé de2tôles d’aluminium de 1,2 mm reliées par 25 mm demousse d’aluminium), une résistance à la flexion proche de celled’une structure massive de même épaisseur. Les valeurs de résistanceannoncées pour la structure sandwich ne sont en effet inférieuresque de 8 % par rapport au matériau massif.4. Propriétés thermiques4.1 Échange thermique (avec liquideou gaz)Pour ce type de propriété, bien évidemment, seules les moussesmétalliques à structures ouvertes (pores communicants) sontconcernées.L’emploi de la mousse métallique dans les échangeurs doitrépondre à deux exigences qui sont antinomiques au niveau de lataille des cellules à mettre en œuvre : la recherche d’un maximum d’échanges thermiques, donc unesurface spécifique importante, ce qui conduit à retenir les pluspetites cellules possibles ; la limitation des pertes de charge, ce qui conduit à opter pourdes cellules plus importantes avec de grosses fenêtres depassage.Les matériaux constitutifs de ces mousses sont donc de bonsconducteurs de chaleur, classiquement le cuivre et l’aluminium.Néanmoins, certaines applications spécifiques, comme leséchanges de chaleur en milieux très corrosifs, imposent des matériauxdifférents, de type acier inoxydable par exemple.Très logiquement, les propriétés les plus étudiées sur les moussesmétalliques concernent le transfert thermique d’une part et lespertes de charge d’autre part, comme le présente la figure 14.Ce sont les propriétés micro-structurales de la mousse, taille depore, densité des pores, densité relative, porosité qui, du côtémousse, pilotent ces propriétés. Le transfert thermique et les pertesde charges augmentent simultanément lorsque la densité relativeet la taille des pores diminuent.La figure 14 illustre cet effet, les mousses à faible taille de cellules(Castfoam‚ 5 mm) présentent des pertes de charges plusimportantes que celles à plus forte taille de cellule (Castfoam‚10 mm). Par contre, les petites tailles de cellules (Castfoam‚5 mm, ERG 40 ppi) sont plus favorables à l’échange thermiqueque les cellules de plus grandes tailles (Castfoam‚ 10 mm, ERG10 ppi).La taille des pores est exprimée en nombre de porosités linéaires,c’est-à-dire en pores per inch (ppi), 10, 20 et 40 ppi correspondantrespectivement à 2,5, 1,3 et 0,6 mm.4.1.1 Caractéristiques clésLes paramètres qui pilotent l’échange thermique sont complexesà appréhender [15] [16] [17] [18] [19] puisque la morphologieet l’orientation de chaque cellule et de chaque brin doiventêtre prises en compte vis-à-vis du comportement du fluide caloporteur.Compte tenu de cette complexité, les éléments deréponse en termes de dimensionnement d’échangeur utilisantdes mousses métalliques portent généralement soit sur desmodèles qui intègrent les deux notions de perte de charge etd’échange thermique, soit sur des tests comparatifs avec dessolutions conventionnelles.4.1.2 Gains potentiels& Convection forcéeDe manière générale [15], l’utilisation de mousses métalliquesdans des échangeurs, en lieu et place des systèmes conventionnels,conduit à un gain sensible de transfert de chaleur [16], maisinduit en contrepartie des pertes de charges plus élevées.Copyright © - Techniques de l’Ingénieur - Tous droits réservés N3801–9
tiwekacontentpdf_n3801 v1Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153MOUSSES MÉTALLIQUES ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––10 000Coefficient d’échange (W.m -2 .K -1 )1 000100Canal lisseERG 10 ppiERG 20 ppiERG 40 ppiCastfoam ® K Cu 14Castfoam ® S Al 10Castfoam ® S Al 51 000 10 000 100 000Nombre de Reynolds ReLes ordres de grandeur de taille correspondant à 10, 20 et 40 ppi sont respectivement 2,5, 1,3 et 0,6 mm.aévolution des échanges thermiquesParution : juin 2015 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200034092 - // charlotte PALMA // 195.25.183.153Gradient de pression (Pa.m -1 )90 00080 00070 00060 00050 00040 00030 00020 00010 0000Castfoam ® S Al 10Castfoam ® K Cu 14Castfoam ® S Al 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Débit massique surfacique (kg.m -2 .s -2 )À puissance de pompage égales, les échangeurs en moussesmétalliques présentent une résistance thermique 2 à 3 fois moindreque celle d’un échangeur commercial classique.Par rapport aux tubes lisses, un tube rempli de mousse métalliqueprésente des performances de transfert sensiblement plusélevées (jusqu’à 10 fois).bévolution des pertes de chargeFigure 14 – Évolution des échanges thermiques et des pertes de charge sur des mousses métalliques (source CTIF)N3801–10Copyright © - Techniques de l’Ingénieur - Tous droits réservésLes brins de mousse perpendiculaires au flux du fluide créentdes ruptures, des mélanges et participent aux procédés de transportde la chaleur. Les effets d’une perturbation sont plus importantsdans le sens transversal que dans le sens longitudinal. Côtéfluide, changer la conductivité du fluide n’a que peu d’impact surles résultats de la conductivité effective globale. La dispersion
Page 2 and 3: tiwekacontentpdf_n3801 v1Ce documen
Page 28 and 29: GAGNEZ DU TEMPS ET SÉCURISEZ VOS P
Page 30: PRODUIT PACKEtude et propriétés d

livre_blanc_dossier-temoin-materiaux

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?