{"id":14701,"date":"2021-10-14T16:20:09","date_gmt":"2021-10-14T14:20:09","guid":{"rendered":"https:\/\/greth.fr\/?p=14701"},"modified":"2023-03-02T15:57:41","modified_gmt":"2023-03-02T14:57:41","slug":"modelisation-et-optimisation-dechangeurs-de-chaleur-integres-en-mousse-metallique-pour-le-refroidissement-de-lelectronique-de-puissance","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/greth.fr\/en\/modelisation-et-optimisation-dechangeurs-de-chaleur-integres-en-mousse-metallique-pour-le-refroidissement-de-lelectronique-de-puissance\/","title":{"rendered":"Mod\u00e9lisation et optimisation d&#8217;\u00e9changeurs de chaleur int\u00e9gr\u00e9s en mousse m\u00e9tallique pour le refroidissement de l&#8217;\u00e9lectronique de puissance"},"content":{"rendered":"<p><strong><span style=\"text-decoration: underline;\">Summary :<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Il y a plusieurs d\u00e9cennies, l'\u00e9lectronique de puissance (PE) est devenue une discipline importante dans le monde de l'\u00e9lectrotechnique. Gr\u00e2ce aux progr\u00e8s technologiques r\u00e9guliers, \u00e0 savoir l'utilisation de mat\u00e9riaux \u00e0 \"wide band gap\" pour les semi-conducteurs, les dispositifs PE sont devenus plus compacts et efficaces, mais cela a malheureusement entra\u00een\u00e9 une gestion thermique r\u00e9duite. Ainsi, dans le cadre d\u2019un effort collaboratif entre G2Elab, LEGI et SIMAP, ce travail a \u00e9tudi\u00e9 l\u2019utilisation de la mousse m\u00e9tallique comme nouvel \u00e9changeur de chaleur utilis\u00e9 dans un syst\u00e8me de refroidissement \u00e0 convection forc\u00e9e qui peut \u00eatre int\u00e9gr\u00e9 dans des modules PE pour un refroidissement sup\u00e9rieur. Les mousses m\u00e9talliques sont l\u00e9g\u00e8res, ont de faibles densit\u00e9s, des surfaces sp\u00e9cifiques \u00e9lev\u00e9es, une structure \u00e0 cellules ouvertes et de bonnes propri\u00e9t\u00e9s thermiques. Ils sont typiquement class\u00e9s par leur porosit\u00e9 (\u03b5), leur densit\u00e9 de pores (PPI, pores par pouce) et par le diam\u00e8tre des fibres solides (dg). Les avantages du transfert de chaleur proviennent del\u00e0 possibilit\u00e9 d'une surface sp\u00e9cifique accrue par rapport \u00e0 d\u2019autres \u00e9changeurs de chaleur, tels que des micro canaux, et de la microstructure tortueuse qui g\u00e9n\u00e8re des turbulences d\u2019\u00e9coulement et am\u00e9liore les transferts de convection dans le fluide de refroidissement. Les performances thermiques ont \u00e9t\u00e9 mod\u00e9lis\u00e9es en d\u00e9veloppant un mod\u00e8le analytique qui consid\u00e9rait les \u00e9changeurs de chaleur comme un r\u00e9seau de r\u00e9sistances en s\u00e9rie. Ceci a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9 en simplifiant les \u00e9quations LTNE qui r\u00e9gissent le transfert d\u2019\u00e9nergie \u00e0 travers les phases solide et fluide. Le mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 initialement compar\u00e9 aux simulations num\u00e9riques et aux r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux de la litt\u00e9rature scientifique, o\u00f9 il a bien fonctionn\u00e9. Comme niveau suppl\u00e9mentaire de validation, un banc d'essai exp\u00e9rimental a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u et assembl\u00e9 in-house. Les performances thermiques ont \u00e9t\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9es en utilisant des thermocouples pour mesurer le profil de temp\u00e9rature des phases solide et fluide, et les propri\u00e9t\u00e9s hydrauliques ont \u00e9t\u00e9 trouv\u00e9es en mesurant la chute de pression \u00e0 travers les \u00e9changeurs de chaleur. Les r\u00e9sultats analytiques et exp\u00e9rimentaux concordaient bien les uns avec les autres, s\u2019\u00e9cartant en moyenne de moins de 10%. Le mod\u00e8le a ensuite \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 pour optimiser les propri\u00e9t\u00e9s physiques des mousses afin de produire un \u00e9changeur de chaleur qui maximise les performances thermiques tout en minimisant la puissance hydraulique requise. Les r\u00e9sultats montrent que pour une perte de charge de 50 kPa, la r\u00e9sistance thermique d\u2019un \u00e9changeur de chaleur en mousse m\u00e9tallique est de 0,127 K\/W. Les mousses m\u00e9talliques sont donc un mat\u00e9riau d'\u00e9changeur de chaleur viable et le mod\u00e8le propos\u00e9 dans ce travail peut \u00eatre utilis\u00e9 comme un moyen rapide et peu co\u00fbteux d'optimisation des performances.<\/p>\n<table width=\"100%\" border=\"1\">\n<tr>\n<td><strong>Author<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Joseph GLASS<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Date de publication<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>27 Janvier 2021<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Keywords<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Mat\u00e9riaux poreux, optimisation, refroidissement, carbones poreux, mousses m\u00e9talliques<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n\n&nbsp;<br \/>\n\n<div class=\"eds-animate edsanimate-sis-hidden\" data-eds-entry-animation=\"bounceIn\" data-eds-entry-delay=\"0\" data-eds-entry-duration=\"1\" data-eds-entry-timing=\"linear\" data-eds-exit-animation=\"\" data-eds-exit-delay=\"\" data-eds-exit-duration=\"\" data-eds-exit-timing=\"\" data-eds-repeat-count=\"1\" data-eds-keep=\"yes\" data-eds-animate-on=\"load\" data-eds-scroll-offset=\"\">\n\t\t<div class=\"box info\">\n\t\t\t<div class=\"box-inner-block\">\n\t\t\t\t<span class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/span>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>&#x2666; The full version is only available for subscribers <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #3db2ea; color: #fff;\">\"ESSENTIEL\"<\/span><\/a> or <a style=\"text-decoration: none;\" href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><span style=\"background-color: #c6002c; color: #fff;\">\"PREMIUM\"<\/span><\/a> of GRETh!<\/strong><\/p>\n<p>&#x2666; If you are already a member \/ subscriber, you must identify yourself by <a href=\"\/wp-login.php\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.<br \/>\n&#x2666; If you are not a member, you can consult the offer proposed by GRETh by <a href=\"\/en\/offre-du-greth\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a> as well as the conditions of membership by <a href=\"\/en\/conditions-adhesion\/\"><strong>clicking here<\/strong><\/a>.\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>R\u00e9sum\u00e9 : Il y a plusieurs d\u00e9cennies, l&#8217;\u00e9lectronique de puissance (PE) est devenue une discipline importante dans le monde de l&#8217;\u00e9lectrotechnique. 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