Modèle théorique et analyse physique de la résistance thermique d’une interface liquide-vapeur

Dans le contexte de la miniaturisation des dispositifs de refroidissement diphasique, le rôle de la résistance au passage d’un flux thermique à l’interface liquide-vapeur devient de plus en plus prépondérant. Cependant, les modèles proposés actuellement pour prédire cette résistance font état d’une grande variabilité dans la valeur de certains paramètres pour un même fluide, pouvant aller jusqu’à plusieurs ordres de grandeur.

L’étude proposée vise à fournir une modélisation alternative des transferts de masse et d’énergie à l’interface. Pour ce faire, les équations de transport dans un fluide présentant une phénoménologie de Van der Waals sont établies à partir d’une approche mésoscopique. En partant d’une équation de Boltzmann modifiée, de type Enskog-Vlasov, et en utilisant la procédure de passage au macroscopique dite de Chapman et Enskog, les équations de transport macroscopiques sont déduites à partir du modèle mésoscopique. Ces équations prennent la forme d’équations de Cahn-Hilliard, avec pour solution d’équilibre un profil de densité continu à la traversée de l’interface.

Afin d’obtenir la résistance d’interface, le système d’équations est linéarisé par perturbation autour de cette solution d’équilibre, ce qui permet de donner le lien entre gradient de température et flux d’énergie. Cette résistance thermique est finalement comparée aux résultats de la littérature.

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