Amélioration de l'évaporation des gouttes à l'aide de nanoparticules et d'alcools
Auteur / Autrice : | Pin Chen |
Direction : | Souad Harmand, Maxence Bigerelle |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique. Énergétique, matériaux |
Date : | Soutenance le 14/02/2018 |
Etablissement(s) : | Valenciennes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...) |
Communauté d'Universités et Etablissements (ComUE) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013) | |
Jury : | Président / Présidente : Valérie Sartre |
Examinateurs / Examinatrices : Souad Harmand, Maxence Bigerelle, Chérifa Abid-David, Rachid Bennacer, Julien Carlier | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Chérifa Abid-David, Rachid Bennacer |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Au cours des dernières années, les exigences croissantes en matière de dissipation thermique à haut rendement pour la microélectronique, les engins spatiaux, les réacteurs nucléaires, etc., encouragent le développement d'échangeurs de chaleur de nouvelle génération. Le caloduc est l’un des équipements de refroidissement efficaces et potentiels. La plupart du transfert de masse et de chaleur se fait au niveau de la micro-région près de la ligne triple de contact (solide, liquide, vapeur), qui est essentielle à l'amélioration de la performance thermique du caloduc. Cette étude se concentre sur le processus d'évaporation de gouttes sessiles de deux nouveaux fluides de travail (solution binaire et nanofluide), qui possèdent une micro-région similaire à celle du caloduc. Le flux de Marangoni induit par le gradient de concentration et la conductivité thermique exceptionnelle devraient améliorer significativement le débit evaporé du mélange alcool-eau et du nanofluide de graphène, respectivement. Une combinaison de techniques acoustiques et infrarouges est développée pour suivre la variation de la concentration d'alcool pendant l'évaporation des gouttes des mélanges 1-butanol-eau et éthanol-eau. Selon l'observation du comportement d'évaporation à différentes températures du substrat, une série d'équations empiriques est suggérée pour prédire le taux d'évaporation de la solution binaire de 1-butanol-eau en considérant l'effet Marangoni thermal et solutal. De plus, l'effet de la PEGylation, de la concentration des nanoparticules et de la température du substrat sur l'évaporation de gouttes de graphène nanofluide est étudié par des méthodes microscopiques, optiques et infrarouges. Les résultats expérimentaux et l'analyse thermodynamique peuvent contribuer à la compréhension complète du mécanisme impliqué concernant les performances d'évaporation du nanofluide de graphène.