0143-3ACh3. Isolation d’une cavité remplie d’azote liquide (Résistance thermique d’une sphère multicouches)

Le dispositif représenté par le schéma ci-dessous, supposé à symétrie sphérique, est destiné à isoler thermiquement de l’extérieur une cavité, initialement remplie d’azote liquide. La paroi  r = R0 est donc maintenue à 80 K. Un petit évent, que l’on négligera, impose la pression atmosphérique dans la cavité.

La face externe de la première enceinte métallique R0 < r < R1 et la face interne de la seconde R2 < r < R3 sont polies, de telle façon que les échanges radiatifs soient négligeables. L’espace intermédiaire R1 < r < R2 est rempli d’air.

La deuxième enceinte métallique est entourée d’une couche d’isolant thermique R3 < r < R4. La surface externe du dispositif r = R4 est baignée par l’air ambiant à la température Tex = 25°C. On ne considèrera qu’un transfert convectif avec une valeur constante hc du coefficient de transfert.

1)  Calculer les pertes thermiques à travers l’enceinte.

2)  Calculer au bout de combien de temps la moitié de l’azote liquide sera vaporisée.

Fig.: Cavité (couche 0) remplie d’azote liquide

Données :

  • Masse volumique de l’azote ρ = 808 kg/m3.
  • Chaleur latente de vaporisation à la pression atmosphérique LV = 2.105 J/kg à 80 K.

7 commentaires sur « 0143-3ACh3. Isolation d’une cavité remplie d’azote liquide (Résistance thermique d’une sphère multicouches) »

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l’aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s