Étude du comportement de l'hélium superfluide soumis a des flux de chaleur provoquant des changements de phase en paroi

Study of the behaviour of superfluid helium submitted to heat flux inducing phase change at heated solid

• Auteur / Autrice : Mohammed Fouaidy
• Direction : Maurice-Xavier François
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Transferts thermiques
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cryotechnique

Mots clés libres

Physique

Etat condense

Proprietes mecaniques et thermiques

Cryogenie

Changements de phase

Friction mutuelle

Regimes thermohydrodynamiques

Helium superfluide

Transfert de chaleur

Thermometrie cryogenique

Résumé

L' utilisation de l'helium superfluide comme fluide refrigerant des conducteurs supraconducteurs parcourus par des courants eleves suscite des etudes de base sur le comportement thermohydrodynamique de ce fluide. Ce travail a pour but de degager des modeles de mecanismes de transfert de chaleur dans l'helium polyphasique (diphasique ou triphasique). En effet dans l'application citee, une perturbation (sauts de flux magnetiques, frottements mecaniques, pertes dues aux champs pulses. . . ) peut engendrer dans le milieu refrigerant des flux de chaleur suffisamment eleves pour provoquer un changement de phase en paroi. On rappelle tout d'abord les proprietes thermohydrodynamiques en regime sous-critique (landau, khalatnikov) puis en regime surcritique (vinen, tough, swanson et donnelly). Le dispositif de mesure et la methode experimentale sont ensuite presentes: la cellule de mesure est principalement constituee d'une paroi solide chauffee et connectee thermiquement a un thermostat par un conduit vertical d'helium superfluide. Une technique experimentale permettant la mesure de faibles variations de temperature au voisinage de 2 k a ete mise au point. Cette technique est appliquee a l'etude de la friction mutuelle au voisinage du point lambda: mesure de l'exposant de gorter-mellink et du coefficient de friction mutuelle. On aborde enfin la description quantitative et la caracterisation des differents regimes de transfert de chaleur dans l'helium polyphasique sature ou pressurise. Ces resultats permettent de rendre compte des changements de phase, des mecanismes de transfert de chaleur au sein de chaque phase et aux interfaces. On propose a ce titre des correlations regissant les differents regimes de transfert et la transition lambda est etudiee de facon precise