Division of accelerators, cryogenics and magnetism

La méthode de refroidissement basée sur le principe du thermosiphon présente un grand intérêt en raison de sa simplicité, de sa nature passive et de son faible coût. Elle est adoptée pour le refroidissement à  4,5 K de l’aimant supraconducteur du détecteur de particules CMS auprès du LHC au CERN à Genève. Le travail présenté est une étude expérimentale des propriétés hydrodynamiques et thermiques d’un écoulement d’He I diphasique en circulation naturelle lors d’un saut de flux thermique.

Les mesures ont été réalisées dans une boucle thermosiphon expérimentale monobranche principalement constituée d’un séparateur de phase, d’un tube descendant et d’une section d’essai. Les expériences ont été réalisées en imposant de brusques variations de flux de chaleur dans la section d’essai. Le régime transitoire a permis d’observer des phénomènes n’apparaissant pas en régime permanent et nous avons également pu déterminer un certain nombre de temps caractéristiques. Un modèle Comsol 1D a par ailleurs été développé pour le comportement hydrodynamique de la boucle.