FR2694080A1 - Tube condenseur plat et poreux. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un tube condenseur plat et poreux. Elle se rapporte à un tube condenseur comprenant plusieurs trajets (10, 11) de fluide de refroidissement. La hauteur externe (h) du tube condenseur (1) ne dépasse pas 20 mm, la hauteur interne (h1) de chaque trajet (10, 11) de fluide de refroidissement ne dépasse pas 1,2 mm, le rapport de la largeur (w1) de chaque trajet de fluide de refroidissement à la hauteur interne (h1) de ce trajet est compris entre 1,8 et 6,0, une gorge (13) adjacente aux saillies a un fond lisse, et le rapport de la hauteur (h2) de chacune des saillies (12) à la hauteur interne (h1) de chacun des trajets (10, 11) de fluide de refroidissement est compris entre 0,055 et 0,25. Application aux circuits de conditionnement d'air.
Description
La présente invention concerne de façon générale un tube condenseur plat
et poreux, et elle concerne plus précisément un tel tube condenseur plat et poreux ayant un petit diamètre et qui peut être utilisé dans un échangeur de chaleur (condenseur) de petite dimension, par exemple un refroidisseur de véhicule automobile, et qui présente une
perte de charge relativement faible et possède des perfor-
mances élevées de transfert de chaleur.
La demande publiée de brevet japonais N O 62-175 588 et le brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 998 580 ont proposé un condenseur, représenté sur la figure 18 du
présent mémoire.
Ce condenseur comporte deux collecteurs 8 et 9
tournés l'un vers l'autre et séparés par un certain inter-
valle, un grand nombre de tubes condenseurs plats et poreux 7 communiquant avec les faces opposées des collecteurs 8 et 9 et placés parallèlement entre les collecteurs, et des parties supérieure et inférieure 5 et 6 combinées aux collecteurs 8 et 9 Une ailette ondulée de rayonnement 70
est fixée entre les tubes condensateurs adjacents 7.
Le premier collecteur 8 agit comme côté de transmis-
sion de vapeur et il a une première extrémité qui comporte une entrée 80 de vapeur et une autre extrémité fermée par
un capuchon 81.
L'autre collecteur 9 joue le rôle du côté d'évacua-
tion du condensat, et il a une première extrémité qui comporte une sortie 90 de condensat destinée à communiquer avec un conduit 92 et une autre extrémité fermée par un
capuchon 91.
Dans la partie interne du tube condenseur plat et * poreux 7 utilisé dans le condenseur précité, plusieurs trajets séparés 72 destinés au fluide de refroidissement, ayant une forme approximativement triangulaire en coupe,
sont formés dans la direction de la longueur par introduc-
tion et fixation d'une entretoise 71 de forme ondulée au
tube condenseur comme l'indique la figure 19.
Ce type de condenseur a un coefficient de transfert de chaleur avec l'air externe entourant les ailettes 70 de
rayonnement bien plus faible que le coefficient de trans-
fert de chaleur par condensation de la vapeur dans le tube condenseur 7 En conséquence, comme le tube condenseur 7 du condenseur augmente relativement la surface de rayonnement de chaleur des ailettes 70 par réduction de la section d'entrée de vapeur à un degré tel que la perte de charge dans les trajets 72 du fluide de refroidissement ne peut pas devenir importante, le diamètre hydraulique de chaque trajet 72 de fluide de refroidissement formé dans le tube condenseur 72 (le diamètre hydraulique étant défini par multiplication de la section de chacun des trajets de fluide de refroidissement par quatre puis par division du produit par le périmètre mouillé du trajet correspondant de fluide de refroidissement) est réglé entre environ 0,4 et 1 mm. Lorsque le diamètre hydraulique de chaque trajet de fluide de refroidissement est petit comme décrit pour le tube condenseur 7 précité, la surface de rayonnement de chaleur des ailettes 70 est augmentée relativement afin que
les performances de transfert de chaleur soient accrues.
Récemment, notamment dans le domaine des échangeurs de chaleur de petite dimension, par exemple utilisés comme refroidisseur dans un véhicule automobile ou autre, il est cependant devenu souhaitable de perfectionner un tel condenseur afin que sa dimension soit plus petite et que ses performances de transfert de chaleur soient accrues A
cet effet, les inventeurs ont préparé divers tubes conden-
seurs ayant des trajets de fluide de refroidissement de diamètre hydraulique inférieur ou égal à 1 mm et ont déterminé leurs performances de transfert de chaleur, de la même manière que pour le tube condenseur poreux 7 de la technique antérieure décrite précédemment Il faut noter que ce tube condenseur n'est pas commode en pratique étant donné sa très grande perte de charge, indépendamment de ses
performances de transfert de chaleur.
En d'autres termes, les inventeurs ont effectué diverses expériences relatives à des tubes condenseurs
plats ayant un grand nombre de trajets de fluide de refroi-
dissement de diamètre hydraulique inférieur ou égal à 1 mm, et ils ont déterminé les perfectionnements qui étaient
nécessaires et qui sont apportés par l'invention.
L'un des points qui doit être perfectionné et qui est le plus important est le fait que la perte de charge dans les trajets de fluide de refroidissement diminue et en même temps que les performances de transfert de chaleur augmentent par enlèvement d'une partie de l'entretoise qui maintient à distance les trajets adjacents de fluide de refroidissement, avec augmentation de la largeur de chaque trajet de fluide de refroidissement afin qu'elle soit supérieure à la hauteur interne d'une certaine valeur, et par formation de saillies disposées de façon continue dans la direction de la longueur, à la place de cet enlèvement
d'une partie d'entretoise comme décrit précédemment.
Un autre point porte sur la découverte du fait que les performances de transfert de chaleur du tube condenseur sont meilleures lorsque le rapport de la hauteur de chaque saillie à la hauteur de la partie interne de chaque trajet de fluide de refroidissement est compris dans une certaine plage. Un autre point est la découverte du fait que les performances de transfert de chaleur du tube condenseur sont plus importantes lorsque la gorge adjacente à chaque saillie a une surface de fond régulière (de préférence
lorsque la forme de la gorge est un trapézoïde inversé.
Un autre point porte sur la découverte du fait que les performances de transfert de chaleur sont encore meilleures lorsque le pas des saillies formées dans le trajet de fluide de refroidissement est compris dans une
certaine plage.
L'invention concerne un tube condenseur plat et poreux qui présente une perte de charge, dans un trajet de fluide de refroidissement, bien inférieure à celle du tube condenseur plat et poreux de la technique antérieure décrite précédemment, et qui permet une augmentation des
performances de transfert de chaleur.
L'invention concerne ainsi un tube condenseur plat et poreux qui permet une plus grande miniaturisation d'un
condenseur de petite dimension, par exemple un refroidis-
seur pour véhicule automobile ou analogue.
Un tube condenseur plat et poreux selon l'invention comprend plusieurs trajets de fluide de refroidissement disposés parallèlement dans la direction de la largeur et se prolongeant dans la direction longitudinale, et il est tel que: la hauteur externe du tube condenseur est réglée afin qu'elle ne dépasse pas 2 mm, la hauteur interne de chaque trajet de fluide de refroidissement est réglée afin qu'elle ne dépasse pas 1,2 mm, le rapport de la largeur de chaque trajet de fluide de refroidissement à la hauteur interne de ce trajet est réglé afin qu'il soit compris entre 1,8 et 6,0, plusieurs saillies disposées de façon continue vers la direction longitudinale sont formées dans chacun des trajets de fluide de refroidissement, une gorge adjacente aux saillies a un fond lisse, et le rapport de la hauteur de chacune des saillies à la hauteur interne de chacun des trajets de fluide de
refroidissement est compris entre 0,055 et 0,25.
Il est préférable que le pas des saillies soit compris entre 0,25 et 0,6 mm dans le tube condenseur plat
et poreux selon l'invention.
Il est préférable que chaque gorge comprise entre deux saillies adjacentes ait la forme approximative d'un trapézoïde inversé en coupe, par réalisation de chaque
saillie afin qu'elle ait en coupe la forme d'un triangle.
Il est aussi préférable que le diamètre hydraulique du trajet de fluide de refroidissement soit compris entre
0,5 et 1,5 mm.
En outre, chaque saillie peut être formée sur une face (face supérieure ou inférieure lors de l'utilisation)
ou sur les deux faces de chaque trajet de fluide de refroi-
dissement dans la direction de lh largeur.
Le tube condenseur plat et poreux selon l'invention est utilisé par incorporation du tube à un condenseur de manière que le tube condenseur soit allongé en direction latérale. Par rapport au tube condenseur plat et poreux de la
technique antérieure décrite précédemment, le tube conden-
seur selon l'invention est réalisé de manière que la largeur de chaque trajet de fluide de refroidissement soit supérieure à sa hauteur, que les saillies disposées dans la direction de la longueur soient formées dans chaque trajet de fluide de refroidissement, et que chaque gorge adjacente aux saillies ait un fond lisse En conséquence, les vapeurs de fluide de refroidissement mises au contact des surfaces des saillies se condensent efficacement, et le fluide condensé de refroidissement se déplace plus vite le long
des gorges dans un certain sens.
Ainsi, la perte de charge dans le tube est relative-
ment faible et les performances de transfert de chaleur
sont accrues.
De plus, la raison pour laquelle la hauteur externe (épaisseur totale) du tube condenseur selon l'invention est réglée afin qu'elle ne dépasse pas 2 mm et la hauteur interne du trajet de fluide de refroidissement est réglée
afin qu'elle ne dépasse pas 1,2 mm, est la suivante.
Lorsque les hauteurs externe et interne décrites précédem-
ment ne sont pas inférieures à ces valeurs respectives, la proportion de la surface des ailettes de rayonnement
montées à la surface du tube condenseur devient relative-
ment faible par rapport à la surface de transfert de chaleur du trajet du fluide de refroidissement, si bien que les performances de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur sont réduites, et l'échangeur de chaleur ne peut
pas être miniaturisé.
En outre, la raison pour laquelle le rapport de la largeur interne à la hauteur interne de chaque trajet de fluide de refroidissement est réglé entre 1,8 et 6,0 est la suivante Lorsque le rapport décrit précédemment n'atteint pas 1,8, la perte de charge dans le trajet du fluide de refroidissement augmente alors que, lorsque ce rapport n'est pas inférieur à 6,0, la pression régnant dans le tube condenseur et qui s'oppose à la pression interne lorsque le fluide de refroidissement s'écoule dans la partie interne
est remarquablement réduite.
Grâce au tube condenseur plat et poreux selon l'invention, il est possible de réaliser un tube condenseur dans lequel la perte de charge du trajet de fluide de refroidissement est relativement faible et les performances
de transfert de chaleur sont élevées, si bien qu'un conden-
seur très miniaturisé peut être réalisé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-
tion seront mieux compris à la lecture de la description
qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est une coupe agrandie d'un tube conden-
seur dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 2 est une coupe agrandie représentant une saillie placée dans un trajet de fluide de refroidissement du tube condenseur de la figure 1;
la figure 3 est une coupe partielle agrandie repré-
sentant un tube condenseur dans un second mode de réalisa-
tion préféré de l'invention; la figure 4 est une coupe agrandie représentant une saillie formée dans un trajet de fluide de refroidissement dans le tube condenseur de la figure 3; la figure 5 est une coupe agrandie d'une variante de
saillie placée dans un trajet de fluide de refroi-
dissement;
la figure 6 est une coupe partielle agrandie repré-
sentant un tube condenseur dans un cinquième mode de réalisation préféré de l'invention;
la figure 7 est une coupe partielle agrandie repré-
sentant un tube condenseur dans un sixième mode de réalisa- tion préféré de l'invention; la figure 8 est une coupe partielle agrandie d'un tube condenseur dans un cinquième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 9 est une coupe partielle agrandie d'un tube condenseur dans un huitième mode de réalisation préféré de la présente invention; la figure 10 est une coupe partielle agrandie d'un tube condenseur dans un neuvième mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 11 est une coupe agrandie d'une autre variante de la saillie placée dans le trajet du fluide de refroidissement; la figure 12 est une coupe partielle agrandie d'un tube condenseur permettant la comparaison avec un tube d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 13 est une coupe partielle agrandie d'un autre exemple de tube condenseur qui peut être comparé au tube du mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 14 est un diagramme à barres illustrant la comparaison des vitesses de transfert de chaleur interne entre les tubes condenseurs dans les modes de réalisation
préférés (en partie) de l'invention et les tubes conden-
seurs des exemples comparatifs des figures 12 et 13; la figure 15 est un diagramme à barres illustrant la comparaison du rapport de perte de charge entre les tubes condenseurs du mode de réalisation préféré (en partie) de la présente invention et des tubes condenseurs des exemples comparatifs des figures 12 et 13; la figure 16 est un graphique représentant la relation entre le pas des saillies et la vitesse de transfert de chaleur interne du tube condenseur d'un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 17 est un graphique représentant la relation entre la hauteur des saillies et la vitesse de transfert de chaleur interne dans un tube condenseur dans un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 18 est une vue partielle éclatée en perspective d'un condenseur ayant un tube condenseur plat et poreux de la technique antérieure; et
la figure 19 est une coupe agrandie du tube conden-
seur plat et poreux du condenseur de la figure 18.
Premier mode de réalisation
Un tube condenseur 1 d'un premier mode de réalisa-
tion préféré représenté sur la figure 1 est formé d'un tube plat d'alliage d'aluminium et est préparé par une extrusion
à la forme (extrusion de précision).
Le tube condenseur 1 a des trajets séparés 10 et 11 de fluide de refroidissement ayant une largeur interne wl supérieure à la hauteur interne hl et qui sont formés afin qu'ils soient parallèles dans la direction de la largeur dans laquelle ils sont séparés par des entretoises 14, et
continus dans la direction de la longueur.
Un grand nombre de saillies 12 est formé sur les faces supérieure et inférieure de chaque trajet 10 et 11 de fluide de refroidissement avec un pas approximativement uniforme.
Comme la section de chaque saillie 12 est approxima-
tivement triangulaire comme l'indique la figure 2, chaque gorge 13 formée entre les saillies adjacentes 12 a une forme approximative trapézoïdale inversée Chaque gorge 14
a donc un fond lisse.
Les dimensions du tube condenseur 1 de la figure 1 sont les suivantes: longueur 850 mm largeur W 17 mm hauteur externe h: 1,8 mm épaisseur t: 0,45 mm largeur wl du trajet 10 de fluide de refroidissement dans la partie centrale: 3,87 mm
largeur interne wl du trajet 1 l de fluide de refroi-
dissement des deux côtés: 3,755 ram hauteur interne hl de chacun des trajets 10 et 11 de fluide de refroidissement: 0,9 mm épaisseur tl de chaque entretoise 14: 0,25 mm hauteur h 2 de chaque saillie 12: 0,15 mm largeur W 2 de chaque saillie 12: 0,15 mm pas p des saillies 12: 0,48 mm largeur W 3 du fond lisse de chaque gorge 13 0,33 mm rapport de la largeur wl à la hauteur interne hl du trajet 10 de fluide de refroidissement: 4,3 rapport de la largeur wl à la hauteur interne hi du trajet 11 de fluide de refroidissement approximativement 4,2 rapport de la hauteur h 2 de chaque saillie 12 à la hauteur interne hl: approximativement 0,17 diamètre hydraulique du trajet 10 de fluide de refroidissement: approximativement 1,06 mm
diamètre hydraulique du trajet de fluide de refroi-
dissement 11: approximativement 1,14 mm angle au sommet 8 de chaque saillie 12 (voir figure 2): environ 540 Le tube condenseur de ce mode de réalisation préféré est appelé échantillon N O 1 dans l'essai 1 de performances
décrit dans la suite.
Dans le tube condenseur du mode de réalisation préféré, utilisé par incorporation au condenseur tel que
représenté sur la figure 18, la vapeur du fluide de refroi-
dissement circule dans un certain sens dans les trajets 10 et 11 et vient au contact de la surface de chaque saillie 12 et est condensée efficacement comme l'indique la figure 2 Un condensat 4 se déplace rapidement le long de chaque
gorge 13 dans un certain sens, dans les conditions indi-
quées sur la figure 2.
Second mode de réalisation Un tube condenseur 1 d'un second mode de réalisation préféré, représenté sur les figures 3 et 4, est préparé par utilisation du même matériau et du même procédé que dans le cas du tube condenseur du premier mode de réalisation La partie supérieure de chaque saillie interne 12 a placée dans chacun des trajets 10 et 11 a une forme en arc de cercle de
rayon R = 0,1 mm comme indiqué sur la figure 4.
Les dimensions du tube condenseur sont indiquées dans la suite, et les dimensions qui ne sont pas indiquées sont les mêmes que celles du tube condenseur du premier
mode de réalisation.
Largeur W 2 de chaque saillie 12 a: 0,25 mm Pas p des saillies 12 a: 1, 03 mm Largeur W 3 du fond lisse de chaque gorge 13 0,78 mm Diamètre hydraulique de chacun des trajets 10 et 11
de fluide de refroidissement: approximativement 1,21 mm.
Le tube condenseur de ce mode de réalisation préféré est appelé échantillon N O 2 dans l'essai 1 de performances,
qui est décrit dans la suite.
Troisième mode de réalisation A la place de chaque saillie 12 a du tube condenseur 1 représenté sur la figure 3, un tube condenseur ayant une saillie 12 b de forme carrée en coupe (hauteur h 2 = 0,15 mm et largeur W 2 = 0,25 mm) dans les trajets de fluide de
refroidissement est préparé comme indiqué sur la figure 5.
Le tube condenseur est appelé échantillon no 3 dans
l'essai 1 de performances décrit dans la suite.
Dans le tube condenseur de l'échantillon no 3, le diamètre hydraulique du trajet du fluide de refroidissement est de 1,24 mm et les dimensions des autres parties du tube condenseur sont les mêmes que celles du tube du second mode
de réalisation.
Quatrième mode de réalisation A la place de chaque saillie 12 a du tube condenseur 1 représenté sur la figure 3, un tube condenseur ayant une il saillie 12 de forme triangulaire en coupe (hauteur h 2 = 0,15 mm et largeur W 2 = 0,15 mm) dans le trajet de fluide de refroidissement est préparé comme indiqué sur la figure 2 Ce tube condenseur est appelé échantillon N O 4 dans l'essai 1 de performances qui est décrit dans la suite. Dans le tube condenseur de l'échantillon no 4, le diamètre hydraulique du trajet du fluide de refroidissement est de 1,28 mm, et les dimensions des autres parties du tube sont les mêmes que celles du tube du second mode de réalisation. Cinquième mode de réalisation Un tube condenseur 1 dans un cinquième mode de réalisation préféré représenté sur la figure 6, est préparé
par formation de chaque saillie 12 a avec la même configura-
tion en coupe que sur la figure 4 mais sur une seule surface en largeur (à la surface de la partie supérieure
pendant l'utilisation) de chacun des trajets 10 et 11.
L'autre surface de chacun des trajets 10 et 11 est lisse.
Le tube condenseur 1 de ce mode de réalisation préféré est préparé par utilisation du même matériau et du même traitement que dans le cas du tube condenseur du premier mode de réalisation Le diamètre hydraulique de chacun des trajets 10 et il est approximativement de 1, 33 mm, et les dimensions des autres parties sont les mêmes que celles du tube condenseur du second mode de réalisation. Le tube condenseur de ce mode de réalisation préféré est appelé échantillon no 5 dans l'essai de performances
qui est décrit dans la suite.
Sixième mode de réalisation
Un tube condenseur 1 d'un sixième mode de réalisa-
tion préféré représenté sur la figure 7 est préparé par formation de huit trajets parallèles 10 et 11 de fluide de refroidissement par disposition d'entretoises 14 Chaque saillie 12 a a une forme en coupe analogue à celle de la figure 4 et est formée au centre de la surface en largeur de chacun des trajets 10 et 11 Ce tube condenseur 11 a une structure dans laquelle une entretoise 14 sur deux du tube condenseur 3 qui est décrit dans la suite en référence à la figure 13 est remplacée par une saillie 12 a. Le tube condenseur 1, dans ce mode de réalisation préféré, est préparé par utilisation du même matériau et du même traitement que le tube condenseur du premier mode de
réalisation Les dimensions du tube condenseur sont indi-
quées dans la suite, et celles qui ne sont pas indiquées dans la suite sont les mêmes que celles du tube condenseur
du second mode de réalisation.
Largeur wl de chaque trajet 10 et 11 de fluide de refroidissement: 1,81 mm Diamètre hydraulique de chacun des trajets 10 et 11: approximativement 1,07 mm Rapport de la largeur wl à la hauteur interne hl
approximativement 2,0.
Le tube condenseur de ce mode de réalisation préféré est appelé échantillon N O 6 dans l'essai de performances
qui est décrit dans la suite.
Premier exemple comparatif Un tube condenseur 2 représenté sur la figure 12 est
un tube condenseur utilisé comme exemple pour la comparai-
son avec le tube condenseur 1 des modes de réalisation préférés décrits précédemment Ce tube condenseur 2 est appelé échantillon no 7 dans l'essai 1 de performances,
décrit dans la suite.
Dans le tube condenseur 2, huit trajets 20 de fluide
de refroidissement sont formés par disposition d'entre-
toises verticales 14 qui sont parallèles dans la direction de la largeur, et aucune saillie n'est formée dans chaque trajet 20 Le diamètre hydraulique de chaque trajet 20 est approximativement égal à 1,20 mm, et les autres dimensions de ce tube condenseur 2 sont les mêmes que celles du tube
condenseur représenté sur la figure 7.
Second exemple comparatif Un tube condenseur 3 représenté sur la figure 13 est un tube condenseur permettant la comparaison avec le tube condenseur 1 des modes de réalisation préférés décrits précédemment Ce tube condenseur 3 est appelé échantillon
no 8 dans l'essai 1 de performances décrit dans la suite.
Dans ce tube condenseur 3, seize trajets 30 de fluide de refroidissement sont formés par disposition d'entretoises 14 qui sont parallèles dans la direction de la largeur, et aucune saillie n'est formée dans les trajets Dans ce tube condenseur 3, la largeur wl de chaque trajet 30 est égale à 0,78 mm, le diamètre hydraulique de chaque trajet 30 est de 0,84 mm (cette valeur est comprise dans la plage des tubes condenseurs décrits dans la demande publiée de brevet japonais no 62-175 588), et le rapport de la largeur wl du trajet à sa hauteur interne hl est approximativement égal à 0,87 Les autres dimensions de ce
tube condenseur 3 sont les mêmes que celles du tube repré-
senté sur la figure 7.
Essai 1 de performances Les échantillons suivants 1 à 8 de tube condenseur plat et poreux ont été préparés par utilisation d'un alliage d'aluminium et par le procédé d'extrusion à chaud à la forme La vitesse moyenne de transfert de chaleur à l'intérieur et la perte de charge ont été mesurées pour les échantillons no 1 à 8 dans des conditions dans lesquelles la température d'entrée de vapeur et la température de sortie étaient maintenues à 40 et 30 OC respectivement Les résultats ainsi obtenus sont indiqués sur les figures 14 et 15. La figure 15 représente le rapport de perte de charge dans le cas o la perte de charge du tube condenseur
3 de l'échantillon N O 8 est supposée être égale à 1.
Comme l'indiquent les résultats de la figure 14, le tube condenseur de l'échantillon N O 8 préparé par le procédé analogue à celui du tube condenseur de la technique antérieure est supérieur au tube condenseur de l'échantillon no 7, dans lequel le diamètre hydraulique du trajet du fluide de refroidissement est d'environ 1,20 mm,
au point de vue des performances de transfert de chaleur.
Le tube condenseur 3 de l'échantillon N O 8 a cepen-
dant des performances de transfert de chaleur inférieures à celles de l'échantillon no 6 (sixième mode de réalisation) dans lequel une entretoise 14 sur deux parmi toutes les entretoises 14 du tube condenseur 3 est remplacée par une saillie 12 a En outre, la différence de performances de transfert de chaleur du tube condenseur de l'échantillon 8 par rapport au tube condenseur des échantillons no 1 à 5
est bien plus grande.
Comme l'indiquent les résultats de la figure 15, le tube condenseur de l'échantillon N O 6 a une perte de charge moins bonne que celle de l'échantillon N O 7, mais bien meilleure que celle de l'échantillon no 8 En particulier, la perte de charge de chacun des tubes condenseurs des échantillons no 1 à 5 est bien inférieure à celle du tube
condenseur de l'échantillon no 8.
Comme l'indiquent les résultats de l'essai 1 de performances, il est manifeste que l'augmentation des performances thermiques sans augmentation de la perte de charge peut être obtenue par formation de petites saillies à la surface de la paroi interne de chaque trajet de fluide de refroidissement ayant une largeur supérieure à la hauteur interne, comme dans le tube condenseur des modes de réalisation préféré de l'invention décrits précédemment, mais avec réduction du diamètre hydraulique du trajet de
fluide de refroidissement dans le tube condenseur.
Le tube condenseur de l'échantillon no 1 est en particulier bien meilleur que celui de l'échantillon N O 8 à la fois au point de vue de la perte de charge et du taux de
transfert de chaleur.
Essai 2 de performances Un tube condenseur formé d'alliage d'aluminium a été préparé par extrusion à chaud à la forme Dans ce tube condenseur, la largeur w, la longueur, la hauteur externe h, la hauteur interne hi et la largeur wl de chacun des trajets 10 et 11 de fluide de refroidissement sont les mêmes que dans le tube condenseur du premier mode de réalisation (voir figure 1), la section et les dimensions de chaque saillie sont les mêmes que celles des figures 2, 4 et 5, et le pas p des saillies est compris dans la plage allant de 0,2 à 1,94 mm Les vitesses moyennes de transfert de chaleur interne des produits échantillons réalisés ont été mesurées de la même manière que dans l'essai 1 de
performances.
Les résultats obtenus sont indiqués sur la figure 16 sur laquelle le tube condenseur ayant des saillies de forme triangulaire en coupe (voir figure 2) est représenté par la
courbe en trait plein, le tube condenseur ayant des sail-
lies de forme rectangulaire en coupe (voir figure 5) est représenté par la courbe en trait mixte à un point, et le tube condenseur ayant des saillies de section en arc de
cercle à la partie supérieure (voir figure 4) est repré-
senté par la courbe en trait mixte à deux points
respectivement.
Par ailleurs, dans chacun de ces tubes condenseurs, le diamètre hydraulique des trajets de fluide de refroidis-
sement était compris entre 0,7 et 1,5 mm.
En outre, la perte de charge dans chacun des tubes condenseur était comprise entre 0,55 et 0,6, par rapport à la perte de charge du tube condenseur de l'échantillon N O 8 décrit précédemment, considérée comme étant égale à l'unité. Dans cet essai 2 de performances, il est manifeste que le tube condenseur ayant des saillies de pas p compris entre environ 0,25 et 0,6 mm a une perte de charge du
fluide de refroidissement qui est réduite et a des perfor-
mances de transfert de chaleur de niveau élevé.
D'après ces expériences, il est très avantageux que
chaque saillie placée dans le trajet de fluide de refroi-
dissement du tube condenseur ait un angle au sommet compris
entre 30 et 600.
Essai 3 de performances Un tube condenseur formé d'alliage d'aluminium a été réalisé par extrusion à chaud à la forme Dans ce tube condenseur, la largeur w, la longueur, la hauteur externe h et la hauteur interne hl et la largeur wl de chacun des trajets 10 et 12 de fluide de refroidissement sont les mêmes que celles du tube condenseur du premier mode de réalisation (voir figure 1), la configuration et les dimensions en coupe de chaque saillie sont les mêmes que
sur la figure 2 (la section de chaque saillie est triangu-
laire, la hauteur du triangle étant égale à la base), et la hauteur de la saillie est nulle ou comprise entre 0,05 et 0,3 mm (le rapport de la hauteur h 2 de la saillie à la hauteur interne hl du trajet du fluide de refroidissement est égal à O ou est compris entre 0,055 et 0,33) Dans ces produits constituant des échantillons, la vitesse moyenne de transfert de chaleur interne a été mesurée de la même
manière que dans le cas de l'essai 1 de performances.
Les résultats obtenus sont indiqués sur la figure 17.
Dans tous ces tubes condenseurs, le diamètre hydrau-
lique des trajets de fluide de refroidissement était
compris entre 0,7 et 1,5 mm.
Cet essai 3 de performances indique clairement qu'un tube condenseur ayant un rapport de hauteur h 2 des saillies
à la hauteur interne hi du trajet de fluide de refroidis-
sement compris entre 0,055 et 0,25 a une perte de charge relativement faible et a des performances de transfert de
chaleur élevées.
En outre, la perte de charge du tube condenseur dans lequel le rapport de la hauteur interne hl du trajet à la hauteur h 2 des saillies est compris entre 0,055 et 0,25, était comprise entre 0,55 et 0,7, si l'on considère que la perte de charge du tube condenseur de l'échantillon no 8
est égale à l'unité.
Autres modes de réalisation préférés Dans le tube condenseur de l'invention, les saillies 12 ( 12 a et 12 b) des surfaces supérieure et inférieure
suivant la largeur du trajet 10 11) de fluide de refroi-
dissement peuvent être réalisées afin qu'elles alternent en
direction horizontale En d'autres termes, le tube conden-
seur 1 du septième mode de réalisation est dans une posi-
tion telle que chaque saillie 12 formée à la surface supérieure du trajet 10 ( 11) et chaque saillie 12 formée à la surface inférieure du trajet 10 ( 11) de fluide de refroidissement ne sont pas en regard dans le même plan horizontal. Dans le tube condenseur 1 du septième mode de réalisation, le nombre de saillies de la surface supérieure
du trajet 10 ( 11) de fluide de refroidissement est diffé-
rent du nombre de saillies de la surface inférieure.
Cependant, le nombre de saillies de la surface supérieure du trajet 10 ( 11) de fluide de refroidissement, pendant l'utilisation, est de préférence supérieur au nombre de
saillies de la surface inférieure.
Dans le tube condenseur selon l'invention, les
saillies 12 ( 12 a et 12 b) sont formées aux surfaces supé-
rieure et inférieure dans chaque trajet 10 et 11 de fluide de refroidissement du tube condenseur 1, et dans le cas contraire, les saillies 12 ( 12 a et 12 b) peuvent être formées à la surface de la paroi interne de l'entretoise 14 ou à la partie latérale, comme dans le tube condenseur 1 du
huitième mode de réalisation représenté sur la figure 9.
En outre, comme dans le tube condenseur du neuvième mode de réalisation représenté sur la figure 10, le tube condenseur selon l'invention peut être réalisé de manière que la gorge 13 adjacente à l'entretoise 14 ait une forme trapézoïdale inversée en coupe, obtenue par moulage de chaque saillie 12 du tube condenseur 1 avec une section triangulaire et par moulage de la base de l'entretoise 14
avec une forme inclinée.
Dans le tube condenseur 1 de chacun des modes de réalisation préférés décrits précédemment, chaque saillie
12 c peut avoir une section trapézoïdale, comme indiqué aussi sur la figure 11.
Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titres d'exemples préférentiels et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans le tube de condenseur décrit précédemment sans pour autant
sortir de son cadre.
Claims (4)
1 Tube condenseur plat et poreux, comprenant plusieurs trajets ( 10, 11) de fluide de refroidissement disposés parallèlement dans la direction de la largeur et se prolongeant dans la direction longitudinale, caractérisé en ce que: la hauteur externe (h) du tube condenseur ( 1) est réglée afin qu'elle ne dépasse pas 2 mm, la hauteur interne (hi) de chaque trajet ( 10, 11) de fluide de refroidissement est réglée afin qu'elle ne dépasse pas 1,2 mm, le rapport de la largeur (wl) de chaque trajet de fluide de refroidissement à la hauteur interne (hi) de ce trajet est réglé afin qu'il soit compris entre 1,8 et 6,0, plusieurs saillies ( 12; 12 a, 12 b, 12 c) disposées de façon continue vers la direction longitudinale sont formées
dans chacun des trajets ( 10, 11) de fluide de refroi-
dissement, une gorge ( 13) adjacente aux saillies a un fond lisse, et
le rapport de la hauteur (h 2) de chacune des sail-
lies ( 12; 12 a, 12 b, 12 c) à la hauteur interne (hl) de chacun des trajets ( 10, 11) de fluide de refroidissement
est compris entre 0,055 et 0,25.
2 Tube condenseur plat et poreux selon la revendi-
cation 1, caractérisé en ce que le pas (p) des saillies
( 12; 12 a, 12 b, 12 c) est compris entre 0,25 et 0,6 mm.
3 Tube condenseur plat et poreux selon l'une des
revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la configura-
tion en coupe de la gorge ( 13) formée entre les saillies
( 12; 12 a, 12 b, 12 c) est un trapézoïde inversé.
4 Tube condenseur plat et poreux selon la revendi-
cation 3, caractérisé en ce que la configuration en coupe
de chacune des saillies ( 12; 12 a, 12 b, 12 c) est approxima-
tivement triangulaire.
Tube condenseur plat et poreux selon l'une
quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
le diamètre hydraulique de chacun des trajets ( 10, 11) de
fluide de refroidissement est compris entre 0,7 et 1,5 mm.
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