Brevet FR2279095A1 — publié le 19760213

La présente invention a pour objet un procédé de mesure du coefficient de transfert de chaleur entre uue portion de surface d'une paroi et un fluide frappant ou léchant cette paroi1 dans lequel on mesure la quantité de chaleur dégagée par une certaine portion de la paroi, la température de la paroi et la température du fluide, et dans lequel on calcule le coefficient de transfert de chaleur en formant le quotient entre la quantité de chaleur dégagée par la portion de la paroi et le produit de la surface de la portion de la paroi-fois la différence entre la température de la paroi et la température du fluide.Ce procédé de mesure nécessitait des sondes encombrantes et n'était pas applicable lorsque la portion de la paroi, où devait être exécutée la mesure, se trouvait à l'endroit de coudes, d'élargissements ou rétrecissements brusques de conduites, ou à l'en- doit d'orifices, d'aretes de clapets, de fronts ou queues d'aubes et autres endroits où le transfert de chaleur varie d'un point à l'autre. L'invention a pour but de permettre la mesure du coefficient de transfert de chaleur sur des portions très petites d'une paroi, afin de renseigner le constructeur sur la valeur de ce coefficient aux endroits critiques, par exemple d' un circuit de refroidissement ou d'une conduite de fluide chaud. Le procédé de mesure suivant l'invention est caractérisé en ce que l'on recouvre ou que l'on remplace la portion de la paroi à l'endroit de laquelle on désire effectuer la mesure par un support en un isolant électrique, revetu, sur la face qui est en contact avec le fluide, d'un ensemble de traces conductrices d'électricité de section constante et recouvrant de manière uniforme la portion de surface, en ce qu'on relie chaque trace conductrice d'électricité à une source de courant dont on règle l'intensité, en ce qu'on détermine la puissance dégagée par cette trace conductrice et en ce qu'on mesure la température de la trace conductrice. L'invention est décrite ci-dessous en se référant aux figures du dessin annexé relatif à deux exemples de l'invention. Sur le dessin, les figures 1, 3 et 5 montrent des coupes axiales de configurations de conduits de fluide, les figures 2 et 4 montrent l'aspect de supports revêtus de traces conductrices d' électricité. A la figure 1, un conduit 1, parcouru par un fluide tel que l'air présente une partie à diamètre d et une partie à diamètre D reliées l'une à l'autre au moyen d'une surface annulaire 2. Cette surface annulaire 2 est recouverte d'une plaque isolante électrique 3, de forme annulaire aussi, vue de face à la figure 2. La plaque 3 est en un isolant électrique et, de préférence, aussi thermique, par exemple en une résine thermo-durcie. Elle est revêtue d'un ensemble de traces conductrices d'électricité de section constante et recouvrant de manière uniforme la surface annulaire 2. Une trace conductrice de qualité nécessaire peut être obtenue par exemple par des procédés de photogravure d'un support revêtu d' une couche de cuivre d'épaisseur uniforme ou par un autre procédé tel qu'utilisé pour la fabrication de circuits imprimés. Chaque trace conductrice d'électricité 4 est reliée à une source de courant 5 dont on peut mesurer la tension par un voltmètre 6, tandis que l'intensité mesurée par un ampèremètre 7 est réglée par un potentiomètre 8. Cependant, uniquement un seul de ces circuits d'alimentation et de mesure est représenté sur la figure 1 afin de ne pas charger inutilement le dessin. Le produit des valeurs de tensions et d'intensité permet de déterminer la puissance dégagée par la trace conductrice d'électricité 4. Le quotient de la valeur de tension par la valeur de l'intensité fournit la valeur de la résistance qui est fonction de la température de la trace 4. La température du fluide, en l'occurence de l'air, peut être mesurée par un thermomètre 9.On possède donc toutes les données pour calculer le coefficient de transfert de chaleur à l'endroit oìì s 'étend la trace conductrice 4. A la figure 3, un conduit coudé 10 présente un endroit 11 où, à partir d' un certain débit, le phénomène de décollement est susceptible de se manifester. Le coefficient de transfert de chaleur peut donc subir aux endroits de cet endroit des variations considérables, d'où I'intérêt de l'y mesurer. Pour ce faire, un support souple 12 est collé ou vulcanisé à l'endroit 11. Ce support souple montré à la figure 4 est revêtu d'un ensemble de traces conductrices d'électricité 13 semblable à celle 4 de la figure 2. Chaque trace conductrice 13 est reliée à travers un potentiomètre 14 à une source de courant 15. Sur la figure 4 uniquement un seul circuit équipé des éléments 14 et 15 est représenté, afin de ne pas charger la figure. Comme les propriétés calorifuges du support souple 12 peuvent être insuffisantes pour éviter des pertes de chaleur vers l'arrière, c'est-à-dire vers la paroi du conduit 8, un deuxième ensemble de traces peut être disposé sur la face du support 12 collée sur la paroi du conduit 8. Chaque trace conductrice du circuit de garde thermique est reliée à une source de courant et l'intensité de courant y est réglée au moyen d'un potentiomètre pour que la trace conductrice de garde atteigne la même température que la trace conductrice correspondante du circuit de mesure. Il est très facile de régler même automatiquement ces températures en surveillant les valeurs des résistances des traces conductrices correspondantes. Grâce à l'utilisation de traces de garde, la mesure du coefficient de transfert tient compte seulement de la puissance dégagée dans chaque trace conductrice 13 de sa température et de son extension superficielle et ignore les données relatives aux traces conductrices agissant comme"circuits de garde". Au lieu de coller un support souple à l'endroit 9 il est évidemment possible aussi de découper une fenêtre dans le conduit 8 et d'y insérer un support usiné 20 comme cela est montré à la figure 5. REVENDICATIONS. 1. Procédé de mesure du coefficient de transfert de chaleur, entre une portion de surface d'une paroi et un fluide frappant ou léchant cette paroi, dans lequel on mesure la quantité de chaleur dégagée nar une portion de la paroi, la température de la paroi et la température du fluide, et dans lequel on calcule le coefficient de transfert de chaleur en formant le quotient entre la quantité de chaleur dégagée par la Dortion de la paroi et le produit de la surface de la portion de la paroi fois la différence de température entre paroi et fluide, carac térisé en ce que l'on recouvre ou que l'on remplace la portion de la paroi a 1' endroit de laquelle on désire effectuer la mesure par un support en un isolant électrique revêtu sur la face qui est en contact avec le fluide d'un ensemble de traces conductrices d'électricité de section constante et recouvrant de manière uniforme la portion de surface, en ce qu'on relie chaque trace conductrice d' électricité à une source de courant dont on mesure la tension et règle l'intensité en ce qu'on détermine la puissance dégagée par cette trace et en ce qu'on mesure la température de la trace conductrice. 2. Procédé de mesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ef- fectue le revetement du support isolant par une ou plusieurs traces conductrices au moyen des techniques de Dhotogravure. 3. Procédé de mesure suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique au dos d'un support un ensemble similaire relié également à une source de courant et dans lesquelles on règle l'intensité de manière que chaque trace correspondante atteigne la meme température que celle servant à la mesure.