Etude du comportement electrothermique de tubes à passage direct de courant en composites polymères (original) (raw)
Related papers
Modélisation micro-macro de la conductivité thermique effective de composites polymères conducteurs
L’objectif de cette étude est de développer un outil numérique permettant de prédire les conductivités thermiques et électriques effectives de composites polymères conducteurs (CPC). L’approche utilisée est de type micro-macro. Le comportement macroscopique du composite est déterminé à partir du comportement de ces constituants et d’une démarche d’homogénéisation périodique. On s’intéresse dans un premier temps à la conductivité thermique des CPC.
Identification du comportement d'un matériau composite thermiquement actif
RESUME : Cet article traite de l'identification du comportement du M3C, Matériau Composite à Comportement Contrôlé. Ce composite, composé d'un empilement de résines et matériaux fibreux, est réalisé de telle sorte que lorsque sa température change, il se déforme par flexion. En utilisant des outils classiques de l'automatique tels que la réponse indicielle, nous avons déterminé la fonction de transfert du composite, ses non-linéarités et les différentes limites liées à son utilisation. Cette identification nous a permis d'obtenir un modèle du système que nous avons confronté à l'existant.
2007
L'identification des conductivites thermiques des composites anisotropes necessite classiquement plusieurs essais. L'objectif de ce papier est de presenter une methodologie numerique permettant d'estimer la matrice des conductivites thermiques a partir d'un seul champ de temperature resultant d'une simulation par elements finis. Cette methode, basee sur la methode des champs virtuels, est appliquee a un probleme de thermique en regime stationnaire. En fonction du type de materiau etudie, les conditions aux limites sont optimisees tout en gardant une coherence experimentale. Plusieurs materiaux de reference sont analyses en prenant en compte le bruit de mesure de maniere a tester la robustesse de la methode. Dans chacun des cas, les conductivites thermiques sont identifiees avec une grande precision.
Performance mécanique d'un composite carbone/PPS sous environnement hygrothermique
21ème Journées Nationales sur les Composites, 2019
Le polysulfure de phénylène renforcé par des fibres de carbone est largement utilisé comme matériau d'ingénierie au sein des industries aéronautique et automobile. Ce composite tissé thermoplastique de haute performance est connu pour sa résistance aux chocs, aux dommages et aux produits chimiques. A la connaissance des auteurs, la capacité d'absorption d'humidité et la cinétique de désorption/absorption n'ont pas encore été étudiées de manière approfondie principalement du fait que le matériau est reconnu pour sa faible absorption d'humidité. Nous proposons d'établir un protocole rigoureux afin de contrôler l'influence possible du peu d'humidité absorbée. De plus, l'impact de la température sur les propriétés mécaniques demeure un phénomène important qui doit être caractérisé. Ces études sont suivies d'une campagne d'essais mécaniques de traction, où l'on démontre les changements des propriétés mécaniques en fonction de ces conditions environnementales. Les échantillons orientés à 0° et 90° (sens chaine ou trame) ne dépendent pas de manière significative de la température d'essai, même si la résistance et la déformation finale ont tendance à diminuer. Les domaines de comportement linéaires et non-linéaires des éprouvettes en cisaillement plan sont variables en fonction des températures. On constate cependant que seulement la partie non-linéaire est soumise à l'impact de l'environnement humide.
Comportements des échangeurs de chaleur à tubes
2012
Dans cette etude, les distributions de temperature sont developpees a travers les conditions transitoires pour atteindre l'etat stationnaire dans un echangeur a deux tubes coaxiaux. Un schema unidimensionnel de differences finies a ete utilise pour analyser la distribution de temperature et de pression dans cet echangeur de chaleur. Les proprietes thermophysiques des fluides utilisees varient avec la temperature le long de l'echangeur. La conduction thermique axiale dans les parois et le transfert (...)
Optimisation des sources internes de chaleur dans un composite actif
2011
By using the Joule effect as an internal source of heating in a composite, two major problems rise : the homogeneity of the temperature and some local over heating linked to interface resistances. Here, a thermal activated composite material is studied through those thermal aspects. Carbon yarns are used as internal sources of heating used . They are also natural composite reinforcements. Various electrical wirings are compared; the conclusion is that it is a parameter of little influence. Then, various densities of heating elements are studied. It is pointed out that it is possible both to tend to homogenise the temperature in the composite and to limit the local over heating. Mots clefs : Materiaux composites, Activation thermique, Effet Joule, Homogeneisation de la temperature
Conductivité thermique des composites à fort contraste de phase : approche théorique et numérique
Cette étude propose une modélisation des phénomènes de conduction thermique dans les composites à forte concentration de renforts fibreux et présentant une conductivité de la matrice négligeable devant celle des renforts. La méthode d'homogénéisation des structures périodiques par développements asymptotiques est utilisée pour déterminer analytiquement la forme des équations de transfert thermique en régime transitoire à l'échelle macroscopique. La nature élancée des renforts permet l'obtention d'une formulation discrète du problème. On génère ensuite numériquement des milieux fibreux pour étudier l'influence de différents paramètres microstructuraux à l'aide d'un code de type éléments discrets. Les résultats obtenus montrent une assez bonne adéquation avec des mesures expérimentales de conductivité issues de la littérature.
— La société moderne est confrontée à de nombreux problèmes cruciaux parmi lesquels l'épuisement des sources pétrolières et la dégradation de l'environnement. Ainsi la pollution, le réchauffement de la planète et le tarissement des ressources fossiles sont d'ores et déjà et pour les années à venir sont les préoccupations mondiales majeures. En considérant par exemple l'industrie automobile, la recherche à réduire les émissions polluantes conduit les constructeurs à améliorer les moteurs thermiques et à envisager l'utilisation. Mais peu s'en faut. Plus radicalement c'est plutôt dans les énergies renouvelables, et propres, combinées aux technologies innovantes que se trouvent désormais les solutions durables de demain. Ainsi, dans le secteur automobile, l'avènement de la technologie de la pile à combustible à membrane à échangeuse de protons a provoqué ces dernières années un engouement important pour ce générateur électrochimique d'énergie, en particulier dans le domaine de la traction électrique. Il reste que malgré l'attrait de cette technologie, plusieurs verrous technologiques subsistent qui ralentissent la pénétration de la technologie de la pile à combustible. La durée de vie ainsi que le coût élevé sont parmi les problèmes qui limitent l'utilisation de tels systèmes. Par exemple les performances globales du système dépendent des caractéristiques thermique et électrique de la couche de diffusion(GDL), le coeur de pile. Pendant le fonctionnement de celle-ci, les dilatations thermiques différentielles sont une des sources génératrices de contrainte. Pour cela, il est impératif de posséder une parfaite connaissance de tous les facteurs influents et de leurs effets sur les performances de ces piles à combustibles. Ces facteurs se situent à divers stades de la conception de la pile, tels que la nature des matériaux constituant le coeur de ces piles, les conditions opératoires et la qualité de l'assemblage de ces constituants afin de permettre sa mise sur le marché à large échelle. Le but de cette étude est d'appréhender les phénomènes en présence afin de déterminer les causes de la défaillance de la pile. Plusieurs pistes sont envisagées. La contribution à la connaissance des caractéristiques thermique et électrique du matériau constituant la couche de diffusion GDL constitue l'objectif principal de ce travail. Pour atteindre cet objectif, des études expérimentales ont été effectuées dans le but de déterminer d'une part la variation de ces deux conductivités thermique et électrique et d'autre part le comportement de ces deux caractéristiques lorsque la GDL subit des compressions.
Comparaison topologique de canaux de chauffe d'outillages d'injection pour les matériaux composites
2017
La demande des industriels pour les composites hautes performances, notamment pour les secteurs aéronautique et automobile, en terme de qualité structurelle, qualité d'aspect et cadence de production, nécessite le développement d'outillages performants thermiquement. L'objectif de cette publication est la comparaison thermique entre un outillage conventionnel à canaux de chauffe circulaires basé sur les règles de conception de la bibliographie et un outillage innovant à canaux rectangulaires. Les paramètres variables de cette étude sont : la géométrie des canaux de chauffe, l'altitude des canaux vis-à-vis de la surface moulante et la température du fluide caloporteur. Ces simulations sont réalisées avec les prises en compte des contraintes technologiques de fonctionnement liées aux pertes de charges et à l'utilisation d'une pompe.