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Service des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme

Les sujets de thèses

• Energie, thermique, combustion, écoulements

 

 

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Étude des transferts de chaleur en hélium superfluide dans des micro-canaux

Domaine de recherche : Energie, thermique, combustion, écoulements

Université / École doctorale : Paris Sud - Modélisation et Instrumentation en Physique, Energie, Géosciences et Environnement (MIPEGE) - Paris XI -

Formation niveau Master recommandé : Master2

 

Laboratoire d'accueil :

Service des Accélérateurs, de Cryogénie et de Magnétisme (SACM)

Laboratoire Cryogénie et Stations d'Essais (LCSE)

Saclay

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2013

 

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2013

 

Personne à contacter :

Bertrand BAUDOUY

CEA - DSM/IRFU/SACM/LCSE

0169084207

Directeur de thèse :

Chantal MEURIS

CEA - DSM/Irfu/SACM

01 69 08 47 33

 

Voir aussi : http://irfu.cea.fr/Sacm/index.php

Pour les aimants supraconducteurs d'accélérateur refroidis par de l'hélium superfluide (T < 2,2 K) les isolations électriques constituent la plus grande barrière thermique au refroidissement. Ces isolations sont composées d'un enrubannage créant des micro-canaux ayant des dimensions de l'ordre de 10 à 100 µm. La compréhension des phénomènes thermiques à ce niveau de confinement est nécessaire pour le dimensionnement du système de refroidissement de ces aimants. Les propriétés thermiques « Bulk » de l'hélium superfluide restent valides pour des dimensions de l'ordre de la centaine de microns mais pour des confinements supérieurs, la validité des lois de transport reste toujours à prouver. On propose d'étudier expérimentalement les transferts de chaleur en hélium superfluide dans des tubes, seul ou en réseau, ayant des diamètres hydrauliques allant de 50 µm à quelques microns. Les études se feront en régime de superfluidité « pure » (régime de Landau) et en turbulence superfluide (régime de Gorter-Mellink). Ces mesures expérimentales seront couplées à une simulation numérique directe utilisant le modèle à deux fluides de Landau (équations de Navier-Stokes modifiées). Un code 2D existant devra être amélioré afin de simuler les deux régimes thermiques de l’hélium superfluide.

SL-DSM-13-0156