Conclusion.
Dans ce chapitre, plusieurs méthodes de
refroidissement ont été étudiées dans le but
d'améliorer le transfert de chaleur et augmenter l'efficacité des
systèmes de refroidissement. Parmi ces méthodes, on trouve les
méthodes traditionnelles de refroidissement par convection naturelle et
forcée avec des écoulements liquides.
Les chercheurs ont mené des études analytiques,
numériques et expérimentales pour mieux comprendre les
caractéristiques de l'écoulement et du transfert thermique. Les
résultats de leurs recherches sont parfois très dispersés,
voir même contradictoires aussi bien pour les caractéristiques de
l'écoulement que pour le transfert thermique. Certaines études
mettent en évidence une augmentation des transferts thermiques.
Plusieurs chercheurs attribuent cette augmentation à la réduction
de la viscosité du liquide, d'autres la concèdent à la
miniaturisation des dimensions
Différentes interprétations ont
été détaillés pour expliquer certains changement de
comportement et différentes questions ont été
posées afin d'éclaircir ces contradictions à savoir les
limite de validité d'utilisation des systèmes de plus en plus
complexes.
Parmi les solutions qui ont été
élaborées, nous citons l'utilisation des micro-canaux. C'est dans
ce contexte que va être menée notre étude. En effet, en
particulier quand il n'y a pas assez de place pour installer un radiateur
à ailettes ou un ventilateur sur le composant, consiste à
implanter un micro-canal qui joue le rôle d'un refroidisseur dans les
boîtiers contenant les composants.
Chapitre 02
Généralités sur le transfert
thermique
Page 11
Généralités sur le Transfert de Chaleur
2.1. Introduction.
Durant les 20 dernières années, le
développement considérable qu'ont connu les industries
électronique et informatique, surtout en miniaturisation des
équipements, n'était possible que par une bonne évacuation
de la chaleur générer par le fonctionnement des composants
électroniques. On cite la technologie des semi-conducteurs (ITRS),
où la puissance thermique dégagée pas les micros
processeurs était de moins de 50 w avant l'an 2000, cette puissance a
pratiquement doublée au bout de 10 ans.
Plusieurs techniques d'évacuation du flux de chaleur
généré par les composants électroniques sont
adoptées et continuellement améliorer. L'une des approches les
plus prometteuses étant le refroidissement au moyen d'écoulements
simples ou diphasiques dans des micro-canaux. Ces derniers forment des
échangeurs de chaleur de hautes performances comme le montre la figure
(2.1) qui représente une pile d'échangeurs de chaleur à
flux croisés de dimensions 14 mm x14mmx14mm capables de
transférer 10 kilowatts avec une différence de
températures entrée/sortie de 80 K malgré leurs faibles
dimensions.
Fig. 2.1 : Micro échangeur de chaleur
[35].
Les micro-canaux peuvent être définis comme des
canaux dont les dimensions sont comprises entre un micron et un
millimètre Tableau (2.1). Au-delà d'un millimètre le
comportement de l'écoulement est identique à celui
présenté dans l'analyse macro-échelles.
Généralités sur le Transfert de
Chaleur
Tab. 2.1 : Classification des canaux
Actuellement, les micro-canaux ont des dimensions de l'ordre
des microns, ils sont fabriqués à partir de plusieurs
matériaux tels que le verre, les polymères, le silicium.... en
utilisant différentes techniques d'usinage telles que la
micro-gravure.
L'un des avantages que présente les micros-canaux est
leur rapport élevé de surface/volume ainsi que leur faible
encombrement. En effet, lorsque la taille du canal devient très petite
le rapport de la surface au volume devient plus grand. Si on considère
un tube de diamètre D et de longueur L. Le rapport de
la surface A au volume V0 est :
A V0
|
=
|
mDZ
mD2Z/4 =
|
4 (2.1)
D
|
|
????????
+?.????V
????????
= 0 (2.2)
~?
L'équation (2.1) montre que lorsque le diamètre
D est très petit, le rapport A/V0 devient très grand, en
conséquence les forces de surface deviennent plus dominantes et donc les
conditions aux frontières peuvent s'écarter du comportement des
milieux continus et prendre différentes formes. Cela a des implications
importantes dans l'analyse des problèmes de micro-canaux.
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