Descriptif

Ce module se divise en deux parties :

Thermodynamique appliquée – Procédés de production de froid :

• Concepts généraux de pompe à chaleur appliqués à la production de froid par la mise en œuvre de processus endo/exo thermiques
• Concept de dipôle thermique et dipôle thermochimique
• Performances idéales de pompe à chaleur bitherme et tritherme, Coefficient de performance, Notion d’exergie (Concept et intérêt), Critère de qualité thermodynamique (Rendement exergétique)
• Cycle trithermes par couplage mécanique ou massique de cycles bithermes. Mais aussi cycles trithermes de production de froid par sorption de gaz : absorption liquide/gaz, adsorption solide/gaz, réaction chimique S/G
• Production thermo-électrique de froid (effet Peltier)
• Production de froid par détente de gaz : Joule, Claude, Linde, Stirling, Brayton. Applications à la liquéfaction de gaz (azote liquide, GNL, Méthane,..), à la climatisation des avions,…
• Froid par couplage thermo-acoustique et tube pulsé
• Production de froid par désaimantation adiabatique
• Production de froid par effet radiatif

Rayonnement thermique :

• Définition des grandeurs clés (Emittance, Luminance, éclairement, flux) et notion d’angles solides
• Lois fondamentales du rayonnement thermique (Planck, Wien, Boltzmann)
• Propriétés radiatives (Réflectivité, absorptivité, transmissivité, émissivité) avec leurs dépendances spectrales et directionnelles
• Loi de Kirchhoff, définition de l’émissivité
• Facteurs de forme : définition et exemples dans situations simples
• Echanges radiatifs entre surfaces
• Bilans radiatifs sur des surfaces noires et grises, analogie électrique, méthode des radiosités
• Introduction aux milieux semi-transparent, Loi de Beer-Lambert
• L’objectif du TP est de modéliser et d’étalonner un capteur, ici il s’agit de la thermopile. Pour cela, un calcul de flux reçu par le détecteur sera établi, qui dépend de propriétés radiatives (absorptivité, transmission) au sein du capteur, du facteur de formes entre le capteur et les surfaces à caractériser. Au final on pourra déterminer des émissivités de parois dont les revêtements sont différents à partir de l’étalonnage de la thermopile.