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Mécanismes de transfert thermique en régime stationnaire:
Si le milieu est constitué par deux solides accolés, ceux-ci ne sont jamais en contact parfait, on en déduit qu’une partie notée Rc de la valeur de résistance thermique totale Rt a pour origine ce contact imparfait. En effet, lorsque deux matériaux sont pressés l’un contre l’autre, seules quelques zones sont en contact réel (figure 1.1) dont la surface apparente représente qu’une fraction très faible de la structure apparente. Entre ces zones subsistent des volumes interstitiels comblés par le fluide qui environne les deux matériaux (la zone interfaciale constituée par ces volumes interstitiels et par les zones ou les deux solides sont en contact est dite « zone hétérogène ». La conductivité thermique du fluide interstitiel est généralement inférieure à la conductivité des matériaux. De ce fait, la chaleur à tendance à traverser l’interface aux point de contact réel. IL se produit alors autour de l’interface une convergence des lignes de flux vers la zone de contact (effet de constriction). La zone de part et d’autre de l’interface où l’effet de constriction se réalise est appelé zone perturbée. Pour déterminer la part Rc des contacts imparfaits dans la résistance globale Rt , on considère habituellement que l’épaisseur de la zone perturbée autour de l’interface entre deux solides est nulle. Il est alors possible d’introduire la résistance thermique Rp qui particularise la relation (1.1) pour le cas idéal où le contact entre les corps serait parfait [1] : c =(1.4) RRt − Rp
VOIES DE PASSAGE DE LA CHALEUR DANS LE CONTACT IMPARFAIT
DIFFERENTS TYPES DE CONTACT THERMIQUE
Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I ANALYSES PHYSIQUES LIEES AU TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONTACT
1.1 NOTION DE RESISTANCE DE CONTACT
1.1.1MECANISMES DE TRANSFERT THERMIQUE EN REGIME STATIONNAIRE
1.1.2 SCHEMATISATION DU TRANSFERT DE CHALEUR A L’INTERFACE
1.1.3 DOMAINE DE LA VALEUR RTC DANS LE CAS DU CONTACT STATIQUE TROIS TYPES DE RESISTANCES SONT OBSERVES
1.2 VOIES DE PASSAGE DE LA CHALEUR DANS LE CONTACT IMPARFAIT
1.2.1- VOIE SOLIDE-SOLIDE ET PHENOMENE DE CONSTRICTION THERMIQUE
1.2.1.1- Cas classique de la constriction à un contact
1.2.1.1.1- Formes du contact et du tube de flux
1.2.1.1.2- Constriction en milieu fini
1.2.1.1.3- Constriction dans un milieu mince
1.2.1.2- Modèles de constriction à plusieurs contacts
1.2.1.2.1- Contacts indépendants
1.2.1.2.2- Contacts dépendants
1.2.1.2.3- Groupement de contacts (dépendants)
1.2.2- LA VOIE FLUIDE
1.2.2.1- Effets d’accommodation
1.2.2.2- Echanges par rayonnement
1.3 DIFFERENTS TYPES DE CONTACT THERMIQUE
1.3.1 RESISTANCE THERMIQUE DE CONTACT DYNAMIQUE
1.3.3 CONTACT INTERMITTENT
CHAPITRE II PROBLEME DIRECT DU CONTACT INTERMITTENT
2.1 MODELE MATHEMATIQUE
2.2 RESOLUTION NUMERIQUE
2.2.1 CONTACT FERME
2.2.2 CONTACT OUVERT
2.3 ALGORITHME DE RESOLUTION
2.4 CONDITION DU REGIME PERIODIQUE ETABLI
2.4.1. COMPARAISON DES TEMPERATURES SUCCESSIVES
2.4.2 REGIME PERIODIQUE A PARTIR DE LA CONSTANTE DE TEMPS
2.5 RESULTATS ET INTERPRETATION
2.5.1 CHAMP DE TEMPERATURE ET RESISTANCE D’INTERMITTENCE DE CONTACT: CAS DU CONTACT PARFAIT
2.5.2 INFLUENCE DES PARAMETRES D’INTERMITTENCE DE CONTACT (F, γ) SUR LE TRANSFERT : CAS DU CONTACT PARFAIT
2.5.3 INFLUENCE DE LA QUALITE DU CONTACT THERMIQUE
CHAPITRE III MODELISATION DU FLUX DE CHALEUR A L’INTERFACE DU CONTACT INTERMITTENT
3.1 BRUSQUE MISE EN CONTACT ET CONTACT INTERMITTENT
3.2. MODELE APPROCHE DU FLUX TRANSFERE D’UNE INTERFACE DE CONTACT INTERMITTENT
3.2.1. CONTACT PARFAIT
3.2.2. CONTACT IMPARFAIT
CHAPITRE IV METHODOLOGIE EXPERIMENTALE
4.1. PRINCIPE DE MESURE DES PARAMETRES LOCAUX ET INSTANTANES
4.2. ASPECTS THEORIQUES DE L’INSTRUMENTATION
4..2.1 ETUDE DE LA SENSIBILITE AUX FLUX DE CHALEUR TRANSFERE
4 2.2 INSTRUMENTATION PAR THERMOCOUPLES
4 2.2.1. Capteur fluxmètre pariétal
4 2.2.2. Aspect théorique de l’instrumentation par capteur flumétrique pariétal
4 2.2.3. Compromis sensibilité-précision de mesure
4 2.2.4. Biais de mesure liés à l’estimation de conditions thermiques superficielles
4 2.2.5. Temps de réponse du capteur
4 2.2.6. Instrumentation thermique et mécanique
4.3. METHODE SEQUENTIELLE DE BECK
4.3.1 PRINCIPE DE LA METHODE
4.3.1.1- Formulation du problème
4.3.1.2 – Description de la méthode séquentielle
4.3.1.3 Principe de la méthode
4.3.1.4 Algorithme de calcul
4.3.2 DIFFICULTES LIEES AUX PROBLEMES INVERSES EN CONDUCTION DE LA CHALEUR
4.3.3 VALIDATION DU PROBLEME INVERSE
CHAPITRE V MISE EN OEUVRE EXPERIMENTALE
5.1 DISPOSITIF EXPERIMENTAL
5.2 PROCEDURE DE MISE EN DEMARRAGE
5.3 ETUDE CINEMATIQUE
5.3.1 TRAJECTOIRE DE O2 DANS LE REPERE ()v,u,1rrO
5.3.2 COORDONNEES DU POINT DE CONTACT ENTRE LA CAME ET GALET
5.2.3 RAYON DE COURBURE DE LA CAME
5.4 SOLLICITATIONS MECANIQUES
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE
A1. ORGANIGRAMME DE LA RESOLUTION DETAILLE
A2. SCHEMA DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL
A3. CONTACT MECANIQUE
A3.1. CHOC ELASTIQUE LIBRE
A3.2. CHOC AVEC MAINTIEN D’EFFORT
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES