Study of the thermal-hydraulic performance of a cryogenic oscillating heat pipe
Candidature avant le
12/04/2022
Durée
6 mois
Poursuite possible en thèse
oui
Contact
VALLCORBA ROSER
+33 1 69 08 73 24
Résumé/Summary
L’objectif du stage est d’étudier les performances thermo hydrauliques d’un caloduc oscillant cryogénique avec du néon ou de l’hélium
(27,1 K et 4,2 K à la pression atmosphérique)
comme fluides caloporteurs.
(27,1 K et 4,2 K à la pression atmosphérique)
comme fluides caloporteurs.
Sujet détaillé/Full description
L’objectif du stage est d’étudier les performances thermo-hydrauliques d’un caloduc oscillant
cryogénique avec du néon ou de l’hélium (27,1 K et 4,2 K à la pression atmosphérique)
comme fluides calo-porteurs. Le développement de ce dispositif cryogénique de transfert de
chaleur passif fournira une solution innovante pour le refroidissement passif des aimants
supraconducteurs à haute température.
Le fonctionnement dynamique et thermique des caloducs pulsés n’est pas encore complètement
compris. Il est alors nécessaire de développer des outils expérimentaux et numériques pour
comprendre les transferts de masse et de chaleur en écoulement capillaire et diphasique pour ce
caloduc si particulier. L’étude s’appuie sur une station d’essais, actuellement en fonctionnement,
permettant de mesurer les propriétés thermiques d’un caloduc oscillant d’un demi mètre de
longueur. Elle permet la mesure de la température et de sa pression en temps réel à différents
endroits du caloduc, permettant de caractériser la capacité de transfert de chaleur et prédire les
régimes d’écoulement diphasiques correspondants.
Avec l’aide de l’équipe technique, l’étudiant participera aux sessions expérimentales (montage,
instrumentation, analyse des données) et examinera les résultats expérimentaux. Nous étudierons
l’influence de différents paramètres de fonctionnement tels que le taux de remplissage du fluide,
la charge thermique sur l’évaporateur et la température du condenseur, pour n’en nommer que
quelques-uns. Il sera intéressant d’interpréter les performances thermo-hydrauliques au vue de
la physique des écoulements diphasiques capillaires, soutenus par une simulation numérique
utilisant l’outil de codage Comsol®. L’étudiant sera encouragé à proposer de nouvelles pistes
d’avancement de l’installation actuelle.
cryogénique avec du néon ou de l’hélium (27,1 K et 4,2 K à la pression atmosphérique)
comme fluides calo-porteurs. Le développement de ce dispositif cryogénique de transfert de
chaleur passif fournira une solution innovante pour le refroidissement passif des aimants
supraconducteurs à haute température.
Le fonctionnement dynamique et thermique des caloducs pulsés n’est pas encore complètement
compris. Il est alors nécessaire de développer des outils expérimentaux et numériques pour
comprendre les transferts de masse et de chaleur en écoulement capillaire et diphasique pour ce
caloduc si particulier. L’étude s’appuie sur une station d’essais, actuellement en fonctionnement,
permettant de mesurer les propriétés thermiques d’un caloduc oscillant d’un demi mètre de
longueur. Elle permet la mesure de la température et de sa pression en temps réel à différents
endroits du caloduc, permettant de caractériser la capacité de transfert de chaleur et prédire les
régimes d’écoulement diphasiques correspondants.
Avec l’aide de l’équipe technique, l’étudiant participera aux sessions expérimentales (montage,
instrumentation, analyse des données) et examinera les résultats expérimentaux. Nous étudierons
l’influence de différents paramètres de fonctionnement tels que le taux de remplissage du fluide,
la charge thermique sur l’évaporateur et la température du condenseur, pour n’en nommer que
quelques-uns. Il sera intéressant d’interpréter les performances thermo-hydrauliques au vue de
la physique des écoulements diphasiques capillaires, soutenus par une simulation numérique
utilisant l’outil de codage Comsol®. L’étudiant sera encouragé à proposer de nouvelles pistes
d’avancement de l’installation actuelle.
Mots clés/Keywords
mécaniques des fluides, cryogénie, simulation / modélisation numérique
fluid mechanics, cryogenics, simulation / numerical modelling
Compétences/Skills
station expérimentale cryogénique, acquisition de données
cryogenic test station, data acquisition
Logiciels
LabView, Matlab, Comsol
