Etude du comportement electrothermique de tubes à passage direct de courant en composites polymères (original) (raw)

Les tubes à passage direct de courant (TPC) sont utilisés pour le chauffage de fluide et ils s'avèrent particulièrement intéressant pour des produits thermosensibles. Cette communication concerne la conception de ce type de dispositif à partir de composites polymères conducteurs (CPC). Les CPC sont constitués d'un polymère thermoplastique et d'une charge conductrice électrique. La résistivité électrique de ces matériaux peut être modifiée considérablement en agissant sur le taux et le type de charge conductrice Un modèle du comportement électrothermique de ces tubes chauffants est développé. Des simulations en régime stationnaire mettent en évidence l'influence de la résistivité électrique et de la conductivité thermique sur le fonctionnement de ce système de chauffage. En parallèle des expérimentations menées avec des tubes obtenus par extrusion confortent la simulation et montrent le comportement réel du dispositif pour le chauffage d'eau. Mots Clés : chauffage, effet joule, conductivité thermique, résistivité électrique NOMENCLATURE Symboles : cp chaleur massique, J.kg -1 .K -1 E champ électrique, V.m -1 J densité de courant, A.m -2 P puissance, W p puissance volumique, W.m -3 S surface, m² T température, K u vitesse du fluide, m.s -1 V tension, V Tm tempéraure de fusion, K Lettres grecques : Φ apports / pertes, W ρ résistivité électrique, Ohm.cm σ conductivité électrique, Siemens.m -1 λ conductivité thermique, W.m -1 .K -1 Indices / Exposants : ent entrée int intérieur ext extérieur sort sortie