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Dissertations / Theses on the topic 'Thermal radiators'
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Wu, Ziran. "Electromagnetic Crystal based Terahertz Thermal Radiators and Components." Diss., The University of Arizona, 2010. http://hdl.handle.net/10150/195207.
Full textAbstract:
This dissertation presents the investigation of thermal radiation from three-dimensional electromagnetic crystals (EMXT), as well as the development of a THz rapid prototyping fabrication technique and its application in THz EMXT components and micro-system fabrication and integration. First, it is proposed that thermal radiation from a 3-D EMXT would be greatly enhanced at the band gap edge frequency due to the redistribution of photon density of states (DOS) within the crystal. A THz thermal radiator could thus be built upon a THz EMXT by utilizing the exceptional emission peak(s) around its band gap frequency. The thermal radiation enhancement effects of various THz EMXT including both silicon and tungsten woodpile structures (WPS) and cubic photonic cavity (CPC) array are explored. The DOS of all three structures are calculated, and their thermal radiation intensities are predicted using Planck's Equation. These calculations show that the DOS of the silicon and tungsten WPS can be enhanced by a factor of 11.8 around 364 GHz and 2.6 around 406 GHz respectively, in comparison to the normal blackbody radiation at same frequencies. An enhancement factor of more than 100 is obtained in calculation from the CPC array. A silicon WPS with a band gap around 200 GHz has been designed and fabricated. Thermal emissivity of the silicon WPS sample is measured with a control blackbody as reference. And enhancements of the emission from the WPS over the control blackbody are observed at several frequencies quite consistent with the theoretical predictions. Second, the practical challenge of THz EMXT component and system fabrication is met by a THz rapid prototyping technique developed by us. Using this technique, the fabrications of several EMXTs with 3D electromagnetic band gaps in the 100-400 GHz range are demonstrated. Characterization of the samples via THz Time-domain Spectroscopy (THz-TDS) shows very good agreement with simulation, confirming the build accuracy of this prototyping approach. Third, an all-dielectric THz waveguide is designed, fabricated and characterized. The design is based on hollow-core EMXT waveguide, and the fabrication is implemented with the THz prototyping method. Characterization results of the waveguide power loss factor show good consistency with the simulation, and waveguide propagation loss as low as 0.03 dB/mm at 105 GHz is demonstrated. Several design parameters are also varied and their impacts on the waveguide performance investigated theoretically. Finally, a THz EMXT antenna based on expanding the defect radius of the EMXT waveguide to a horn shape is proposed and studied. The boresight directivity and main beam angular width of the optimized EMXT horn antenna is comparable with a copper horn antenna of the same dimensions at low frequencies, and much better than the copper horn at high frequencies. The EMXT antenna has been successfully fabricated via the same THz prototyping, and we believe this is the first time an EMXT antenna of this architecture is fabricated. Far-field measurement of the EMXT antenna radiation pattern is undergoing. Also, in order to integrate planar THz solid-state devices (especially source and detector) and THz samples under test with the potential THz micro-system fabricate-able by the prototyping approach, an EMXT waveguide-to-microstrip line transition structure is designed. The structure uses tapered solid dielectric waveguides on both ends to transit THz energy from the EMXT waveguide defect onto the microstrip line. Simulation of the transition structure in a back-to-back configuration yields about -15 dB insertion loss mainly due to the dielectric material loss. The coupling and radiation loss of the transition structure is estimated to be -2.115 dB. The fabrication and characterization of the transition system is currently underway. With all the above THz components realized in the future, integrated THz micro-systems manufactured by the same prototyping technique will be achieved, with low cost, high quality, self-sufficiency, and great customizability.
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Mora, Akhil, and Raghavendra Machipeddi. "Development of Tool in MATLAB for the Durability Prediction of Radiators." Thesis, Blekinge Tekniska Högskola, Institutionen för maskinteknik, 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-15653.
Full textAbstract:
Durability is the most important factor in the design of heat-exchangers to meet the specifications of the customers. To predict the durability, endurance tests are carried out. In this thesis, one of the endurance tests, thermal cycling is performed for three different internal coolant flows until failure which is known as Wöhler test. A tool is developed in MATLAB that could import data from all kinds of endurance tests and visualizes time histories of every channel of the test (test parameters such as temperature, pressure, flow). An algorithm is developed for Level Crossing counting method which works based on the Markov cycle counting method. This produces Level crossing curves (LCC) for all the channels of the test which says how well a test has been performed and the total number of cycles of the test. It was observed that the LCCs obtained from the tool gives accurate results when compared with those obtained from LMS software whose approach of producing LCCs is Rainflow cycle counting method. Strain measurements are performed for the same flowrates as that of the Wöhler tests. The results from strain measurements and Wöhler tests are used in the determination of Basquin’s coefficient of the Wöhler curve. It was observed that the optimal value of Basquin’s coefficient is 3.4.
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Myhren, Jonn Are. "Potential of Ventilation Radiators : Performance evaluation by numerical, analytical and experimental means." Doctoral thesis, KTH, Strömnings- och klimatteknik, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-31813.
Full textAbstract:
Energy consumption for heating and ventilation of buildings is still in 2011considered far too high, but there are many ways to save energy and construct lowenergy buildings that have not been fully utilised. This doctoral thesis has focused onone of these - low temperature heating systems. Particular attention has been given tothe ventilation radiator adapted for exhaust-ventilated buildings because of itspotential as a low energy consuming, easily-operated, environmentally-friendlysystem that might also ensure occupant health and well-being. Investigations were based on Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations andanalytical calculations, with laboratory experiments used for validation. Main conclusions: Low and very low temperature heating systems, such as floor heating, in general createan indoor climate with low air speeds and low temperature differences in the room, whichis beneficial for thermal comfort. A typical disadvantage, however, was found to beweakness in counteracting cold down-flow from ventilation air supply units in exhaustventilatedbuildings. with ventilation radiators, unlike most other low temperature systems, it was found thatthe risk of cold draught could be reduced while still maintaining a high ventilation rateeven in cold northern European winters. ventilation radiators were found to be more thermally efficient than traditional radiators. design of ventilation radiators could be further modified for improved thermal efficiency. at an outdoor temperature of -15 °C the most efficient models were able to give doublethe heat output of traditional radiators. Also, by substituting the most efficient ventilationradiators for traditional radiators operating at 55 °C supply water temperature, it wasfound that supply water temperature could be reduced to 35 °C while heat outputremained the same and comfort criteria were met. lowering the supply water temperature by 20 °C (as described above) could givecombined energy savings for heating and ventilation of 14-30 % in a system utilising aheat pump. supply water temperatures as low as 35 °C could increase potential for utilising lowtemperature heat sources such as sun-, ground-, water- or waste-heat. This would beparticularly relevant to new-built “green” energy-efficient buildings, but severaladvantages may apply to retrofit applications as well. Successful application of ventilation radiators requires understanding of relevant buildingfactors, and the appropriate number, positioning and size of radiators for best effect.Evaluation studies must be made at the level of the building as a whole, not just for theheating-ventilation system. This work demonstrated that increased use of well-designed ventilation radiatorarrangements can help to meet regulations issued in 2008 by the Swedish Departmentof Housing (Boverket BBR 16) and goals set in the Energy Performance of BuildingsDirective (EPBD) in the same year.QC 20110328
STEM Projektnummer:30326-1 Energieffektiva lågtemperatursystem i byggnader
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Gerova, Klementina. "Thermo-fluid effects associated with modelling subscale automotive heat exchangers." Thesis, Cranfield University, 2015. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/9875.
Full textAbstract:
Automotive components are tested extensively in wind tunnels by automotive manufacturers and race teams. This is usually achieved using an accurate scale model representation of the component within the wind tunnel. Automotive heat exchangers, however, are comprised of numerous intricate geometries and are therefore impractical to produce at model scale. Instead they are simply modelled as pressure drops, achieved using a thin mesh or honeycomb of known porosity. Most commercial computational fluid dynamics solvers ignore the geometry of the heat exchanger and instead model it as a discontinuity with a known pressure drop and heat transfer. The pressure drop across an automotive heat exchanger, however, was found to vary with both the coolant temperature and the angle of inclination of the heat exchanger. This thesis initially presents a relationship between the pressure drop coefficient and the inclination angle for varying media porosities. Mathematical relationships for inclination angles of 0°, 15°, 30° and 45°. were derived relating this pressure drop coefficient to the porosity of the media. Weighted least squares is proposed over ordinary least squares when obtaining the Forchheimer equation coefficients from experimental measurements. Investigation extends into the thermo-fluid effects on a full scale automotive heat exchanger when inclined at 0 °, 15°, 30° and 45°. It was found, depending on the angle, that there was a difference in the pressure drop of up to 10% between the unheated and heated (100 C) heat exchanger. Based on the proposed mathematical relationship, this correlated to a 4% decrease in porosity in order to accurately model the automotive heat exchanger at subscale. The thesis concludes with experimental and numerical investigation into the heat transfer on a hydrodynamically and thermally developing ow within a radiator channel. Laser doppler anemometry measurements recorded a 1.5% increase in the centreline velocity compared to 0.8% obtained from numerical simulation.
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Pyszczyková, Anna. "Vytápění střední školy." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2016. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-240443.
Full textAbstract:
The introduction of theoretical part deals history of floor heating. Here is an overview of the technology, which was for centuries used for floor heating. Further included in the introductory part of the aggregate materials used, which are used for floor heating, and used. In the next part of the theoretical introduction we are given the best known ecological heat source. These are mainly heat pumps and solar collectors. The last part is made in the proposal which are important values calculated for the design and seamless use of central heating system.
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Dvořák, Václav. "Vytápění staveb. objektu zdroji na různé druhy paliv s vyhodnocením ekonomické výhodnosti." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2014. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-226821.
Full textAbstract:
This work deals with the topic „Heating buildings building resources on different types of fuel in assessing economic benefits“. On this theme is elaborated theoretical part, then the topic is applied to the specified building. The project is design central heating, water heating, water heater design power unit. The project is designed in two versions. In the first variant are the heat source gas boilers. In the second variant are the heat source heat pumps.
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Valášek, Martin. "Návrh otopné soustavy pro rekonstruovaný dům." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-231107.
Full textAbstract:
The master’s thesis contains a complete design scheme of the heating system for a family house after additional thermal insulation of some structures. In the first part, we will learn about the house and the climatic conditions. In the next section there is the calculation of the overall heat transfer coefficients for building structures and also of the heat losses of the building before and after additional insulation. In the next section there is a selection of the temperature gradient, radiators, heat proposal for an option with a single source as well as for an option with two sources. The pressure losses through each element were calculated and hydraulic balancing using the thermo-regulation valves was performed. In the conclusion the safety components were checked and the total costs of both the implementation and the drawing documentation were assessed.
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Brembilla, Christian. "Modelling and simulation of building components : thermal interaction between multilayer wall and hydronic radiator." Licentiate thesis, Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, 2016. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-121201.
Full textAbstract:
Background and Scope: The scope of this thesis is to investigate the thermal behaviour of building components as hydronic radiator and multilayer walls subjected to dynamic conditions. The modelling and simulation of these building components provide information on how these components thermally interact among each other. The thermal interaction is fundamental to know how the energy is used in buildings. In particular, the thermal energy used in rooms can be expressed as the efficiencies for emission in a space heating system. This thesis analyzes the efficiencies for emission of a space heating system equipped with hydronic radiator for Swedish buildings by providing a comprehensive and detailed approach on this topic. Methodology: The methods used in this thesis are: experiment, modelling of multilayer wall and hydronic radiator, the dynamic simulation of the building and the efficiencies for emission of a space heating system. Here, the experiment, known as step response test, shows the heating up process of a hydronic radiator. The observation of the qualitative measurements suggests the most suitable technique of modelling the radiator known as transient modelling with multiple storage elements. The multilayer wall has been discretized both in space and time variable with a Finite Difference Method. Dynamic simulation of the building provides the efficiencies for emission of a space heating system. Findings: The experimental results show how the radiator performs the charging phase. The performance of the transient model is compared with lumped steady state models in terms of temperature of exhaust flow and total heat emitted. Results of the dynamic simulation show how buildings located in a Northern climate use the energy in a better way than Southern climates in Sweden. Heavy active thermal mass provides higher efficiencies for emission than light thermal mass. Radiators with connection pipes located on the same side react faster at the thermodynamic changing of the mass flow rate by providing higher efficiencies for emission than radiators with connection pipes located on the opposite side. Conclusion and Outlook: This thesis increases the knowledge about the modelling and simulation of hydronic radiators and multilayer walls. More research is needed on this topic to encompass modelling details of building components often ignored. The modelling and simulation of building components are the key to understand how building components thermally interact with each other. The thermal interaction among building components is a fundamental parameter for the assessment of efficiencies of emission of the space heating system. In the near future, the concept of efficiencies of emission can be implemented in National Building Code, therefore, this study provides guidelines on how to assess these efficiencies.Advisors: Ronny Östin and Mohsen Soleimanni Mohseni, Department of Applied Physics and Electronics, Umeå University
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Kabiri, Rahani Ehsan. "Modeling of Ultrasonic and Terahertz Radiations in Defective Tiles for Condition Monitoring of Thermal Protection Systems." Diss., The University of Arizona, 2011. http://hdl.handle.net/10150/203011.
Full textAbstract:
Condition based monitoring of Thermal Protection Systems (TPS) is necessary for safe operations of space shuttles. In the current research Terahertz radiation (T-ray) has been used to detect mechanical and heat induced damages in TPS tiles. Voids and cracks inside the foam tile are denoted as mechanical damage while property changes due to long and short term exposures of tiles to high heat are denoted as heat induced damage.Ultrasonic waves cannot detect cracks and voids inside the tile because the tile material (silica foam) has high attenuation for ultrasonic energy. Instead, electromagnetic terahertz radiation can easily penetrate into the foam material and detect the internal voids although this electromagnetic radiation finds it difficult to detect delaminations between the foam tile and the substrate plate. Thus these two technologies are complementary to each other for TPS inspection.Ultrasonic and T-ray field modeling in free and mounted tiles with different types of mechanical and thermal damages has been the focus of this research. Shortcomings and limitations of FEM method in modeling 3D problems especially at high-frequencies has been discussed and a newly developed semi-analytical technique called Distributed Point Source Method (DPSM) has been used for this purpose.A FORTRAN code called DPSM3D has been developed to model both ultrasonic and electromagnetic problems using the conventional DPSM method. DPSM has been extended from ultrasonic applications to electromagnetic to model THz Gaussian beams, multilayered dielectrics and Gaussian beam-scatterer interaction problems. Since the conventional DPSM has some drawbacks, to overcome it two modification methods called G-DPSM and ESM have been proposed.The conventional DPSM in the past was only capable of solving time harmonic (frequency domain) problems. In this research DPSM has been extended to model DPSM transient problems. This modified technique has been denoted as t-DPSM.Using DPSM, scattering of focused ultrasonic fields by single and multiple cavities in fluid&solid media is studied. A comparison between the radiation forces generated by the ultrasonic energies reflected from two small cavities versus a single big cavity is also carried out.
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Dalke, Phillip Allen. "Model-Based Design and Analysis of Thermal Systems for the Ohio State EcoCARMobility Challenge Vehicle." The Ohio State University, 2020. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu159545443238678.
Full text
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Lee, Kuan-Lin. "Development of a Compact Thermal Management System Utilizing an Integral Variable Conductance Planar Heat Pipe Radiator for Space Applications." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2017. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1484168448272184.
Full text
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Tranchant, Laurent. "Transferts radiatifs de champ proche guidés : nanostructures à phonon-polaritons de surface." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2015. http://www.theses.fr/2015ECAP0001/document.
Full textAbstract:
La miniaturisation des transistors atteignant aujourd’hui des tailles de l’ordrede la dizaine de nanomètres a introduit des problèmes de contrôle de la chaleuraux courtes échelles. Ce défi industriel, parmi d’autres, a permis l’émergencede l’étude des transferts thermiques à l’échelle nanométrique. Un des axes derecherche de cette thématique concerne le rayonnement de champ proche. Ils’agit de comprendre le comportement des ondes thermiques sur des distancesinférieures à leur longueur d’onde. A cette échelle les ondes contenant la densitéénergétique la plus importante sont des ondes évanescentes, confinées ensurface. Le phonon-polariton de surface (PPS) en est un type : c’est une ondeévanescente se propageant à la surface de matériaux polaires et diélectriques.L’objectif de ce travail de thèse est d’examiner la propagation de PPS le longde la surface de tubes de verre micrométriques, et de montrer en quoi cettegéométrie favorise le transfert de chaleur par le biais de ces ondes.Une étude théorique a été menée pour justifier l’utilisation de ce guide d’ondesde chaleur dont la conductivité thermique peut être jusqu’à doublée grâce auxPPS. La présence des PPS est ensuite détectée expérimentalement. En effetla diffraction de ces ondes à la pointe du tube est décelée par un ensemblemicroscope-spectromètre à transformée de Fourier IR. Le spectre du rayonnementobtenu prouve la diffraction de PPS grâce à leurs signatures spectralesspécifiquesMiniaturization of transistors, whose sizes reach a few tens of nanometers nowadays,implies new problems of heat control at very short scales. This big challenge among others enabled the emergence of nanoscale heat transfer as a new research domain. Near-field heat transfer is one of the axis of this thematic.It concerns the behavior of thermal waves at a scale shorter than their wave lengths.Under these conditions the waves with the highest energy density are evanescent, that is confined at the surface. Surface phonon-polariton (SPhP) is a particular case of an evanescent wave propagating at the surface of a polar dielectric material. This PhD work consists in examining SPhP propagation along the surface of micrometric glass tubes and in proving the ability of these waves to enhance heat transfer in these systems.A theoretical analysis has been carried out to justify the use of such heat waveguides whose thermal conductivity can be doubled due to SPhP. The experimental detection of those waves based on their diffraction at the tip of the glass tubes is then presented. This emission is measured thanks to the assembly of a microscope and a Fourier-transform IR spectrometer. The presence of SPhPs is proved through measured spectra exhibiting their characteristic spectral signature
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Lalanne, Nicolas. "Modélisation des échanges thermiques et radiatifs en environnement urbain à très haute résolution spatiale : aide à l'interprétation des mesures par télédétection infrarouge." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4731/document.
Full textAbstract:
La consommation énergétique en France a pour origine principale le secteur résidentiel et tertiaire. En environnement urbain, l’habitat est encore principalement ancien, avec des déperditions importantes. L’amélioration des performances énergétiques passe par la quantification des pertes, basée sur une méthode globale de mesure par caméra infrarouge à haute résolution spatiale.L’interprétation des images obtenues nécessite une description des termes radiatifs composant le signal, pour cela un simulateur original est mis au point. A partir d’une scène tridimensionnelle maillée, le champ de température est calculé pour les parois 1D et pour les ponts thermiques 2D, par le programme thermique développé à cet effet, SUSHI qui s’appuie sur un pré-calcul d’éclairement solaire et un pré-calcul de réponse indicielle 2D. Le signal du capteur infrarouge est alors modélisé en adaptant le code radiatif MOHICANS.Cette chaîne logicielle a l’originalité de proposer une fusion efficace des simulations de la réponse dynamique en température et en luminance de zones présentant un transfert 1Dà travers la paroi et de zones présentant un transfert 2D.La mise en œuvre de la campagne expérimentale BATIR a permis de mesurer le comportement thermique d’une façade de bâtiment et de son environnement radiato-convectif. Une validation ponctuelle des températures calculées par SUSHI a été réalisée par confrontation à une mesure par thermocouple. Des caméras infrarouges ont été mises en œuvre afin de collecter la luminance issue de la façade étudiée en bande II et III. Les luminances calculées par MOHICANS sont comparées à ces acquisitions, et valident la chaîne logicielle à ce niveauThe main origin of the energy consumption in France is the residential and commercial sector. In urban environment, housing is mostly old, which means high heat losses. The improvement of energy performances requires the quantification of heat losses. This quantification may be based on a global measurement by an infrared camera with high spatial resolution.The infrared image interpretation requires a description of the radiative terms that make up the signal. For that purpose, a novel simulator is developed. The temperature field is calculated from a meshed three-dimensional scene composed of 1D walls and 2D thermal bridges. This operation is realized by the developed thermal software SUSHI, which is based on solar irradiance pre-computation and on 2D unitary response pre-computation. The software uses as input environmental data measured in the field. The infrared sensor signal is then modelled by adapting the radiative program MOHICANS. This software chain has the distinct advantage of an efficient fusion of dynamic response simulations of temperature and radiance, for areas with unidirectional and 2D heat transfer.The experimental campaign BATIR was set-up for measuring the thermal behavior of a building façade and its convective and radiative environment. A local validation of temperature calculation by SUSHI was realized through a comparison with thermocouple measurement results. Infrared cameras were operated in order to collect the radiance coming from the analyzed façade in band II and III. The radiances calculated by MOHICANS were compared with these acquisitions in order to validate the software chain at this level
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SOUZA, CLECIA de M. "Utilização da radiação ionizante na reciclagem de pneus inservíveis de automóvel e sua destinação ambiental adequada." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2013. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10613.
Full textAbstract:
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Dissertação (Mestrado)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Kasali, Suraju Olawale. "Thermal diodes based on phase-change materials." Thesis, Poitiers, 2021. http://www.theses.fr/2021POIT2254.
Full textAbstract:
Nous étudions dans cette thèse la rectification thermique de diodes thermiques radiatives ou conductive constituées de matériaux à changement de phase.Cette thèse est divisée en trois parties. Dans les premières parties, nous modélisons comparativement les performances d’une diode thermique conductive sphérique et cylindrique constitués de VO2 présentant un transition de phase et des matériaux n’en présentant pas. Des expressions analytiques aux bornes des diodes sont dérivées. Des flux thermiques, des facteurs de rectifications ainsi que les profils de température à l’intérieur de la diode sont obtenus. Nos résul-tats montrent que les différentes géométries de diodes ont un impact significatif sur les profils de température et les flux thermiques, mais moins un sur les facteurs de rectification. Dans ce travail, nous avons obtenu des facteurs de rectification maximaux allant jusqu’à 20.8% et 20.7%, qui sont supérieurs à celui prédit pour une diode plane constituée de VO2. Nous montrons également que des facteurs de rectification similaires à ceux obtenus avec le VO2 dans les géométries sphériques et cylindriques peuvent être atteints avec des matériaux à changement de phase dont le contraste de conductivité est plus important que dans le cas du VO2. Dans la deuxième partie, nous étudions la rectification de diodes thermiques constituées de deux matériaux à changement de phase. Avec, l’idée de générer un facteur de redressement plus élevé que dans le cas d’une diode thermique conductive ne comprenant qu’un matériau à changement de phase unique. Là encore, le travail a conduit à l’établissement d’expressions explicites pour les profils de température, les flux thermiques et le facteur de rectification. Nous avons obtenu un facteur de rectification optimal de 60% avec une variation de température de 250 K couvrant les transitions métal-isolant des deux matériaux. Dans la troisième partie de notre travail, nous avons modélisé et optimisé la rectification thermique de diodes thermiques planes, cylindriques et sphériques radiatives à base de deux matériaux à changement de phase. Nous savons calculer et analyser les facteurs de rectification de ces trois diodes et obtenu les facteurs de rectification optimaux respectifs pour les trois géométries 82%, 86% et 90.5%. Nos résultats montrent que la géométrie sphérique est la meilleure pour optimiser la rectification des courants thermiques radiatifs. De plus, des facteurs de rectification potentiellement supérieurs à ceux prédits ici peuvent être réalisés en utilisant deux matériaux à changement de phase avec des contrastes d’émissivités plus élevés que ceux proposés ici. Ces résultats analytiques et graphiques fournissent un guide utile pour optimiser les facteurs de rectification des diodes thermiques conductives et radiatifs basées sur des matériaux à changement de phase de géométries différentesThe thermal rectification of conductive and radiative thermal diodes based on phase-change materials, whose thermal conductivities and effective emissivities significant change within a narrow range of temperatures, is theoretically studied and optimized in different geometries. This thesis is divided into three parts. In the first part, we comparatively model the performance of a spherical and cylindrical conductive thermal diodes operating with vanadium dioxide (VO2) and non-phase-change materials, and derive analytical expressions for the heat flows, temperature profiles and optimal rectification factors for both diodes. Our results show that different diode geometries have a significant impact on the temperature profiles and heat flows, but less one on the rectification factors. We obtain maximum rectification factors of up to 20.8% and 20.7%, which are higher than the one predicted for a plane diode based on VO2. In addition, it is shown that higher rectification factors could be generated by using materials whose thermal conductivity contrast is higher than that of VO2. In the second part, on the other hand, we theoretically study the thermal rectification of a conductive thermal diode based on the combined effect of two phase-change materials. Herein, the idea is to generate rectification factors higher than that of a conductive thermal diode operating with a single phase-change material. This is achieved by deriving explicit expressions for the temperature profiles, heat fluxes and rectification factor. We obtain an optimal rectification factor of 60% with a temperature variation of 250 K spanning the metal-insulator transitions of VO2 and polyethylene. This enhancement of the rectification factor leads us to the third part of our work, where we model and optimize the thermal rectification of a plane, cylindrical and spherical radiative thermal diodes based on the utilization of two phase-change materials. We analyze the rectification factors of these three diodes and obtain the following optimal rectification factors of 82%, 86% and 90.5%, respectively. The spherical geometry is thus the best shape to optimize the rectification of radiative heat currents. In addition, potential rectification factors greater than the one predicted here can be realized by utilizing two phase-change materials with higher emissivities contrasts than the one proposed here. Our analytical and graphical results provide a useful guide for optimizing the rectification factors of conductive and radiative thermal diodes based on phase-change materials with different geometries
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Martinsson, Richard, and Niclas Johansson. "Utredning av kyleffektfördelning i kylrum : En analys av kyleffektbehov samt förlustfaktorer gällande två kylrum för livsmedel." Thesis, Linnéuniversitetet, Sjöfartshögskolan (SJÖ), 2017. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:lnu:diva-64013.
Full textAbstract:
Denna studie är utförd på uppdrag av DGL AB. Syftet var att utreda varför temperaturen inte sjunker till önskad nivå i två olika kylrum vilka används för nedkylning och förvaring av färdigförpackade livsmedel. Arbetet genomfördes med hjälp av förlustberäkningar samt temperaturmätningar för att kunna identifiera och uppskatta storlek samt procentuella skillnader på olika förlustfaktorer. Praktiska mätningar på plats utgjorde underlag för de resultat som redovisas i arbetet. Kyleffektbehov har beräknats och baserats på företagets maximala produktion av färdig vara per dygn. I resultaten framkom att kylmaskinens effekt var väl dimensionerad men att kylelementens kapacitet i kylrummen var för låg med tanke på mängden förluster. Studien resulterade i förslag på minskning av transmissionsförluster genom isolering av väggar och tak i respektive kylrum samt även isolering av kylvattentanken belägen i kylrum 2. Rengöring av kylelementens flänsar, komplettering eller byte till andra mer effektavgivande kylelement var ytterligare förslag på åtgärder.This study is conducted on behalf of DGL AB. The purpose was to investigate why the temperature does not drop to the desired level in two different cooling storages whom are used for cooling and storing of prepackaged groceries. The project was carried out with the help of loss calculations and temperature measurements to identify and estimate size as well as percentage differences in different loss factors. The sites measurements outlined the basis for this project. The cooling effect requirement is calculated based on the company's actual maximum production amount per day. The results showed that the effect of the cooling unit is oversized, however the cooling radiators capacity was too low considering the amount of losses. The outcome of the study suggest a decrease in thermal transmission losses through isolation of walls and ceilings in each of the cooling storages as well as isolation of the cooling water tank located in cooling storage 2. Cleaning of the cooling radiators flanges, supplementing or replacing with other cooling radiators that has more power output was additional suggestions to the result.
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LUGAO, ADEMAR B. "Estudos da sintese por irradiacao, da estrutura e do mecanismo de formacao de polipropileno com alta resistencia do fundido." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2004. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/11212.
Full textAbstract:
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Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Rodrigues, Pedro. "Modélisation multiphysique de flammes turbulentes suitées avec la prise en compte des transferts radiatifs et des transferts de chaleur pariétaux." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC041/document.
Full textAbstract:
Les simulations sont utilisées pour concevoir des chambres de combustion industrielles robustes et peu polluantes. Parmi les polluants, l’émission de particules de suies constitue une question sociétale et une priorité politico- industrielle, en raison de leurs impacts néfastes sur la santé et l'environnement. La taille des particules de suies joue un rôle important sur ces effets. Il est donc important de prévoir non seulement la masse totale ou le nombre de particules générées, mais également leur distribution en taille (PSD). De plus, les suies peuvent jouer un rôle important dans le rayonnement thermique. Dans des configurations confinées, la prédiction des transferts de chaleur est une question clé pour augmenter la robustesse des chambres de combustion. Afin de déterminer correctement ces transferts, les flux radiatifs et de conducto-convectifs aux parois doivent être pris en compte. Enfin, la température pariétale est aussi contrôlée par les transferts conjugués de chaleur entre les domaines fluides et solides. L’ensemble de ces transferts thermiques impactent la stabilisation de la flamme, la formation de polluants et la production de suies elle-même. Il existe donc un couplage complexe entre ces phénomènes et la simulation d'un tel problème multiphysique est aujourd'hui reconnu comme un important défi. Ainsi, l'objectif de cette thèse est de développer une modélisation multiphysique permettant la simulation de flammes suitées turbulentes avec le rayonnement thermique et les transferts conjugués de chaleur associés aux parois. Les méthodes retenues sont basées sur la Simulation aux Grandes Échelles (LES), une description en taille des suies, des transferts conjugués et un code Monte Carlo pour le rayonnement. La combinaison de telles approches est réalisable grâce aux ressources de calcul aujourd’hui disponibles afin d’obtenir des résultats de référence. Le manuscrit est organisé en trois parties. La première partie se concentre sur le développement d'un modèle détaillé pour la description de la production de suies dans les flammes laminaires. Pour cela, la méthode sectionnelle est retenue ici car elle permet la description de la PSD. La méthode est validée sur des flammes laminaires éthylène/air. Dans la deuxième partie, un formalisme LES spécifique à la méthode sectionnelle est développé et utilisé pour étudier deux flammes turbulentes : une flamme jet non-prémélangée et une flamme swirlée pressurisée confinée. Les champs de température et de fraction volumique de suies sont comparés aux données expérimentales. De bonnes prédictions sont obtenues et l’évolution des particules de suies dans de telles flammes est analysée à travers l'étude de l’évolution de leur PSD. Dans ces premières simulations, les pertes de chaleur aux parois reposent sur des mesures expérimentales de la température aux parois, et un modèle de rayonnement simple. Dans la troisième partie, une approche Monte Carlo permettant de résoudre l'équation de transfert radiatif avec des propriétés radiatives détaillées des phases gazeuse et solide est utilisée et couplée au solveur LES. Cette approche est appliquée à l'étude de la flamme jet turbulente. La prédiction des flux thermiques est comparée aux données expérimentales et la nature des transferts radiatifs est étudiée. Ensuite, une modélisation couplée de la combustion turbulente prenant en compte la production de suies, les transferts conjugués de chaleur et le rayonnement thermique est proposée en couplant les trois codes dédiés. Cette stratégie est appliquée pour la simulation du brûleur pressurisé confiné. L'approche proposée permet à la fois de prédire la température des parois et la bonne stabilisation de la flamme. Les processus de formation de suies se révèlent être affectés par la modélisation des transferts thermiques. Ceci souligne l’importance d’une description précise de ces transferts thermiques dans les développements futurs de modèles de production de suies et leur validationNumerical simulations are used by engineers to design robust and clean industrial combustors. Among pollutants, soot control is an urgent societal issue and a political-industrial priority, due to its harmful impact on health and environment. Soot particles size plays an important role in its negative effect. It is therefore important to predict not only the total mass or number of emitted particles, but also their population distribution as a function of their size. In addition, soot particles can play an important role in thermal radiation. In confined configurations, controlling heat transfer related to combustion is a key issue to increase the robustness and the life cycle of combustors by avoiding wall damages. In order to correctly determine these heat losses, radiative and wall convective heat fluxes must be accounted for. They depend on the wall temperature, which is controlled by the conjugate heat transfer between the fluid and solid domains. Heat transfer impacts the flame stabilization, pollutants formation and soot production itself. Therefore, a complex coupling exists between these phenomena and the simulation of such a multi-physics problem is today recognized as an extreme challenge in combustion, especially in a turbulent flow, which is the case of most industrial combustors. Thus, the objective of this thesis is to develop a multi-physics modeling enabling the simulation of turbulent sooting flames including thermal radiation and wall heat transfer. The retained methods based on Large-Eddy Simulation (LES), a soot sectional model, conjugate heat transfer, a Monte Carlo radiation solver are combined to achieve a stateof- the-art framework. The available computational resources make nowadays affordable such simulations that will yield present-day reference results. The manuscript is organized in three parts. The first part focuses on the definition of a detailed model for the description of soot production in laminar flames. For this, the sectional method is retained here since it allows the description of the particle size distribution (PSD). The method is validated on laminar premixed and diffusion ethylene/air flames before analyzing the dynamics of pulsed diffusion flames. In the second part, an LES formalism for the sectional method is developed and used to investigate two different turbulent flames: a non-premixed jet flame and a confined pressurized swirled flame. Predicted temperature and soot volume fraction levels and topologies are compared to experimental data. Good predictions are obtained and the different soot processes in such flames are analyzed through the study of the PSD evolution. In these first simulations, wall heat losses rely on experimental measurements of walls temperature, and a coarse optically-thin radiation model. In the third part, to increase the accuracy of thermal radiation description, a Monte Carlo approach enabling to solve the Radiative Transfer Equation with detailed radiative properties of gaseous and soot phases is used and coupled to the LES solver. This coupled approach is applied for the simulation of the turbulent jet flame. Quality of radiative fluxes prediction in this flame is quantified and the nature of radiative transfers is studied. Then, a whole coupled modeling of turbulent combustion accounting for soot, conjugate heat transfer and thermal radiation is proposed by coupling three dedicated codes. This strategy is applied for a high-fidelity simulation of the confined pressurized burner. By comparing numerical results with experimental data, the proposed approach enables to predict both the wall temperature and the flame stabilization. The different simulations show that soot formation processes are impacted by the heat transfer description: a decrease of the soot volume fraction is observed with increasing heat losses. This highlights the requirement of accurate description of heat transfer for future developments of soot models and their validation
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HEILMAN, SONIA. "Efeito da radiação ionizante nos revestimentos de cateteres de poliuretano com nanopartículas de prata." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2015. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/25674.
Full textAbstract:
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-02-03T12:13:54Z
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Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Servadio, Zarah. "Apports de l’imagerie à haute résolution spectrale et spatiale dans les bilans de volume et bilans radiatifs au Piton de La Fournaise." Thesis, La Réunion, 2011. http://www.theses.fr/2011LARE0020/document.
Full textAbstract:
La télédétection ouvre des perspectives nouvelles pour l’étude et la surveillance des volcans. Dans le cadre de cette thèse, différentes approches ont été abordées. L’imagerie satellite optique et thermique permet d’avoir une vue synoptique sur une large surface. La compréhension des changements d’état de surface est particulièrement importante dans le suivi de l’activité des volcans actifs. Plusieurs questions se posent : • Quels avantages offrent les satellites optiques d’observation de la Terre pour les calculs des volumes de lave émis ? • Quelles sont leurs limites ? • Les calculs de débits réalisés par télédétection sont-ils fiables ? • Quel est l’intérêt d’une approche multi-outils et multi-source ? Ces questions ont été abordées en prenant le Piton de la Fournaise pour cible. Plusieurs méthodes ont été mises en oeuvre et testées : 1) L’extraction automatique des contours de coulées de lave, 2) la création de modèle numérique d’élévation (MNE) par imagerie satellite, 3) le calcul de débits à partir d’images thermiques, 4) le suivi post éruptif d’une coulée par la modélisation de son refroidissement et la mesure des déformations observées in-situ. La plus-value de ce travail est la capacité de valider les résultats des modèles issus de la télédétection par des mesures in situ du fait de la proximité des sites étudiés. L’utilisation de ces techniques a permis d’obtenir des débits moyens d’écoulement des laves pour plusieurs éruptions et de suivre l’évolution topographique du volcan et de ses grandes structures. Les mesures thermiques par satellite fournissent le moyen de contraindre les variations du débit des éruptions dans le temps, tandis que les MNE ont permis d’obtenir un volume total dans le cas de coulées présentant de fortes épaisseurs. Grâce à ces techniques, il a été possible de définir deux types d’éruptions avec des évolutions semblables à celles observées sur différents volcans comme l’Etna (Italie) ou le Krafla (Islande). Les problèmes de nébulosité étant récurrent sur notre zone d’étude, la complémentarité des techniques est particulièrement intéressante pour obtenir une information fiable. Toutes les techniques utilisées dans cette thèse sont applicables à d’autres volcans ou à d’autres thématiquesRemote sensing opens new perspectives for the study and monotoring of volcanoes. In this thesis, different approaches were discussed. optical and thermal satellite imagery provides a synoptic view over a wide area. The understanding of surface state changes is particulary important in the monotoring of the activity of active volcanoes. Several, questions arise: • What advantages offer optical observation satellites of the Earth for calculations of lava volumes issues? • What are their limits? • Calculations of flow by remote sensing are reliable? • What is the interest of a multi-tool and multi-source approach? These issues were addressed by taking the Piton de la Fournaise to target. Several methods have been implemented and tested: 1) automatic extraction of the contours of flows of lava, 2) the cretion of numerical model of elevation (DEM) imaging satellite, 3) the calculation of flows from thermal images, 4) follow-up post eruptive flow modelling of cooling and the observed deformations in-situ measurement. The added value of this work is the ability to validate the results of remote sensing measurements from models because of the proximity of the sites studied in situ. The use of these techniques to obtain the average flow rates of lavas to several eruptions and follow topographic evolution of the volcano and its large structures. Satellite thermal measurements provide the means of forcing changes in the flow of eruptions over time, while Dems helped to obtain a total volume in the case of flows with high thicknesses. With these techniques, it was possible to define two types of erutions with changes similar to those observed on different volcanoes
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Kassir, Abdel Majid. "Spectres radiatifs de plasmas d'air, N2, Ar-N2-H2 à l'équilibre et en déséquilibre thermique : étude théorique et caractérisation d'une décharge micro-ondes." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30140.
Full textAbstract:
Le rayonnement émis par les plasmas joue un rôle important dans de nombreuses applications allant du traitement de surfaces aux sciences de l'aérospatial. Dans le cas d'un milieu constitué d'atomes et de molécules tel un plasma, l'analyse de l'émission spectrale de ces espèces permet notamment de remonter à des grandeurs caractéristiques telles que la température et les densités des espèces dans le milieu. Cette étude propose de caractériser un plasma à l'équilibre et faiblement hors-équilibre à travers son rayonnement. Pour ce faire, un code de simulation de spectres radiatifs a été développé afin d'étudier le rayonnement de ces plasmas en fonction de la (des) température(s) caractéristique(s) du milieu et un dispositif expérimental d'une torche micro-ondes permettant de générer un plasma en faible déséquilibre thermique a été mis en place et la décharge a été caractérisée par spectroscopie optique d'émission. La première partie de ce travail situe le contexte scientifique de cette étude par rapport à l'existant et au projet scientifique de l'équipe. Les lois physiques qui régissent les plasmas à l'équilibre et en déséquilibre sont détaillées. Les méthodes de diagnostic basées sur la spectroscopie optique d'émission communément utilisées pour sonder ces plasmas sont présentées. Les logiciels de simulation de spectres radiatifs LIFBASE, SPECAIR et SPARTAN sont décrits à la fin de ce chapitre ; les résultats issus de ces logiciels servent de référence et de comparaison pour le code de simulation développé pour ce travail. La seconde partie traite de la simulation de spectres radiatifs des plasmas à l'équilibre et en déséquilibre thermique. La théorie du rayonnement moléculaire est présentée en détails ainsi que le calcul des niveaux d'énergie d'une molécule diatomique. Les lois de sélection autorisant les transitions radiatives entre ces niveaux et conduisant à la structure particulière des spectres moléculaires sont également discutées. Les spectres simulés via le code numérique mis en place au cours de ces travaux sont comparés avec les spectres de référence pour les systèmes moléculaires d'un plasma d'air et d'argon-azote-hydrogène. Les concordances et les différences observées lors de ces comparaisons sont soulignées ainsi que la nécessité de comparer les spectres calculés avec des spectres expérimentaux afin de juger de la validité de notre modèle et de ceux des logiciels utilisés. La troisième partie de ce mémoire présente l'étude expérimentale mise en place au LAPLACE sur la caractérisation du rayonnement émis par une torche plasma micro-ondes opérant à la pression atmosphérique.[...]Plasma radiation plays an important role in many applications, ranging from surface modification to aerospace sciences. In a medium constituted of atoms and molecules, such as a plasma, the spectral emission analysis of these species allows one to calculate the medium's characteristic temperatures and electron number density. This study aims to characterize a plasma through its radiation in both thermal equilibrium and weak non-equilibrium conditions. To achieve this goal, a radiative spectra simulation code was developed to study the plasma radiation as a function of the medium's characteristic temperature(s). Additionally, a microwave plasma torch experimental setup was assembled allowing the generation of a weak non-equilibrium plasma, which was then characterized by means of optical emission spectroscopy. First, the context of this study will be positioned in respect to the literature and scientific project of the team. The physical laws governing equilibrium and non-equilibrium plasma will be detailed, and optical emission spectroscopy diagnostic methods normally used to probe these plasmas will be presented. In addition, radiative spectra simulation software, such as LIFBASE, SPECAIR, and SPARTAN, will be described at the end of the first chapter; spectra calculated via these software serve as a reference and comparison basis for the code developed for this work. The second part of this study focuses on the radiative spectra simulation of equilibrium and non-equilibrium plasmas. The theory of molecular radiation will be thoroughly reviewed, as will the diatomic molecules energy levels calculation. The selection rules allowing the radiative transitions between these states and leading to the particular structure of molecular spectra will be discussed, and the spectra simulated by our code will be compared to the reference spectra for the molecular systems of an air plasma and an argon-nitrogen-hydrogen plasma. The agreements and discrepancies noted during these comparisons will be underlined, as well as the necessity to compare the calculated spectra with experimental spectra in order to judge the validity of our model and those implemented in the software used as references. The third part of this work presents the experimental study that was led at the LAPLACE laboratory on the characterization of the radiation emitted by a microwave plasma torch operating at atmospheric pressure. The theory of microwaves propagation along a waveguide and the energy coupling efficiency between the microwaves and the plasma will be briefly reviewed. The experimental setup will then be detailed, and the physical conditions for generating and sustaining the discharge will be discussed. [...]
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Hamrat, Sonia. "Etude des échanges thermiques et conception d’un système de refroidissement pour le système de lecture du trajectographe SciFi de LHCb." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2017. http://www.theses.fr/2017CLFAC104/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l’évolution du plus grand accélérateur circulaire de particules « LHC », un important programme de mise à niveau sur l’ensemble des détecteurs qui le constitue a été lancé. Parmi eux, on retrouve la mise à niveau du détecteur LHCb qui comprend le remplacement complet de plusieurs sous-détecteurs. La fréquence de lecture élevée de 40MHz, sans précédent dans une expérience de physique des particules, et l’environnement de rayonnement sévère lié à l’augmentation de l’intensité du LHC, sont les principaux défis à relever par les nouveaux sous-détecteurs. Le travail présenté dans ce manuscrit, décrit une petite partie de l’évolution du détecteur LHCb. Le développement et la construction d’un nouveau trajectographe à grande échelle, basé sur une nouvelle technologie à fibres scintillantes «SciFi», lues avec des photomultiplicateurs au silicium «SiPM», est l’un des projets clés du programme de mise à niveau de LHCb. La première partie, consiste à étudier les échanges thermiques et à concevoir un système de refroidissement pour chaque Read-Out Box « ROB » qui contient deux cartes électroniques frontales « FE », et qui permettent de lire les données du détecteur. Ces dernières possèdent une dissipation thermique d’environ 110W.Pour assurer le bon fonctionnement des composants électroniques, il est obligatoire de mettre en place un refroidisseur. Des contraintes importantes sont prisent en compte dans cette étude, la première représente l’espace limité en regard du besoin du système de refroidissement, des interfaces électroniques et mécanique, la seconde concerne les SiPM. Reliés à l’électronique par des câbles flexibles, elles sont situées à proximité de l’électronique « FE » et leur température de fonctionnement doit être parfaitement réglée autour des -40°C. Des travaux de simulations numériques sur les logiciels FloTHERM et ANSYS ont été menés sur le banc expérimental réalisé au sein du laboratoire, et qui nous ont permis de déterminer la solution de refroidissement la mieux adaptée. Cette étude nous a aussi montré qu’il est plus que nécessaire d’intégrer des interfaces thermiques « IT» telles que des pâtes thermiques afin d’assurer un meilleur transfert de chaleur entre les composants électroniques et le refroidisseur. La deuxième partie, représente une étude approfondie sur les interfaces thermiques qui sont un point délicat de transfert de chaleur, car elles peuvent avoir plusieurs dizaines de pour cent de la résistance thermique globale. Pour garantir une utilisation adéquate et durable de ces matériaux, plusieurs paramètres ont été vérifiés, en particulier la dureté, la consistance (pas de production de graisse ou d’huile) et la conductivité thermique, grâce à un banc de mesures adapté d’après la méthode normalisé ASTM D5470, grâce auquel on a pu mesurer le flux de chaleur qui traverse l’échantillon d’interface thermique testé et qui est généré par une source chaude et un source froide qui sont montées aux extrémités de notre banc.Grâce à l’installation CHARME (CERN) et à la plate-forme PAVIRMA (Campus des Cézeaux), une série de mesure d’irradiations aux neutrons et aux rayons X sont également effectuées, correspondant à l’environnement dans lequel elles seront exposées dans l’expérience, d’un côté pour identifier les dégradations et changements possibles sur les résistances thermiques par l’analyse de l’impédance thermique, de l’autre pour identifier l’interface thermique qui convient le mieux à notre application et qui permet d’assurer un excellent échange thermique et donc un bon refroidissement de l’électronique frontale au sein du trajectographe du détecteur LHCbIn the context of the evolution of the biggest circular accelerator of particles «LHC», an important program of upgrade on all the detectors which establishes itself was thrown. Among them, we find the upgrade of the detector LHCb which includes the complete replacement of several sub-detectors. The frequency of high reading of 40MHz, an unprecedented in an experiment of physical appearance of particles, and the environment of severe radiation bound to the increase of the intensity of the LHC, are the main challenges by the new sub-detectors. The work presented in this manuscript, described as a small part of the evolution of the LHCb detector. The development and the construction of a new wide-scale tracker, based on a new technology with scintillating fiber «SciFi», read with photomultipliers to the silicon «SiPM», is one of the key projects of the LHCb upgrade program. The first part, consists in studying the thermal exchanges and designing a cooling system for every Read-Out Box «ROB» which contains two electronic front-end « FE », and which allow to read the data of the detector. The latter has a thermal dissipation about 110W. To ensure the smooth running of electronic components, it is compulsory to set up a cooler. Important constraints are taken into account in this study, the first one represents the space limited compared to the need for the cooling system, the electronic interfaces and mechanical, the second concerns the SiPM. Connected with the electronics by flexible cables, they are located near the electronics «FE» and their temperature of operation is perfectly settled around -40 ° C. Works of digital simulations on the software FloTHERM and ANSYS were led on the experimental bench realized within the laboratory, and which allowed us to determine the best adapted solution of cooling. This study also showed to us that he is more than necessity to integrate thermal interfaces «IT» such as thermal pastas to assure a better transfer of heat between electronic components and cooler. The second part, represents an in-depth study on the thermal interfaces which are a delicate point of transfer of heat, because they can have dozens percent of the global thermal resistance. To guarantee an adequate and sustainable use of these materials, several parameters were verified, in particular hardness, consistency (no production of fat or oil) and the thermal conductivity, thanks to a bench of measures adapted according to the method normalized ASTM D5470, with this bench we could measure the flow of heat through the tested thermal interface sample and which is generated by a hot source and a cold source that are mounted at the ends of our bench.With the installation CHARME (CERN) and PAVIRMA (Cézeaux), a series of measure of irradiations at the neutrons and the X-rays are also made, correspond-ing to the environment in which they will be exposed in the experience, on one side to identify the damages and the possible changes on the thermal resistances by the analysis of the thermal impedance, the other one to identify the thermal interface which suits best our application and which allows to assure an excellent thermal exchange and thus a good cooling of the frontal electronics within the trajectographe of the detector LHCb
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Roggero, Aurélien. "Analyse du vieillissement d'un adhésif silicone en environnement spatial : influence sur le comportement électrique." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30267/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans la thématique technologique des décharges électrostatiques sur les panneaux solaires des satellites de télécommunication en orbite géostationnaire. Son objectif est de déterminer les évolutions des propriétés électriques d'un adhésif silicone commercial en environnement spatial et de les corréler aux évolutions de sa structure chimique. Les principaux constituants du matériau ont été identifiés et des échantillons dépourvus de particules de renfort - assimilés à la matrice polymère isolée - ont été élaborés. Afin d'évaluer l'influence des particules, ils ont été systématiquement comparés aux échantillons nominaux dans l'ensemble de ces travaux. La structure physico-chimique du matériau à l'état initial a été caractérisée en étudiant ses relaxations enthalpiques, mécaniques et en pratiquant des analyses chimiques. Son comportement électrique (relaxations dipolaires et conductivité) a été sondé grâce à une approche expérimentale inédite croisant la technique de relaxation de potentiel électrostatique de surface, la spectroscopie diélectrique dynamique et l'analyse des courants thermo-stimulés. Le vieillissement du matériau en environnement spatial a été simulé expérimentalement par l'exposition des échantillons à des flux élevés d'électrons de haute énergie. Les analyses chimiques, notamment en RMN du solide, ont montré la prédominance d'un processus de réticulation du matériau sous irradiation, et des mécanismes de dégradation à l'échelle microscopique ont été proposés. Le comportement électrique du matériau est fortement impacté par l'évolution de sa structure chimique : sa résistivité augmente considérablement avec la dose ionisante. Il est suggéré que la résistivité de ce matériau soit directement liée à son degré de réticulation, influant sur la mobilité des porteurs dans le cadre du hopping et de la percolation électrique. Cette augmentation est beaucoup plus marquée en présence de particules, ce qui a été attribué à la formation de nœuds de réticulation matrice-particules qui constituent des pièges plus profonds pour les porteurs de charges. Ces travaux apportent une meilleure compréhension des phénomènes de vieillissement des élastomères silicones en environnement spatial. Ils permettront d'anticiper des évolutions structurales qui pourraient mettre en péril leur fonction d'adhésion, ainsi que des évolutions de résistivité électrique intrinsèque, facteur décisif dans le déclenchement de décharges électrostatiquesThis PhD thesis falls within the technical field of electrostatic discharges occurring on the solar arrays of communications satellites in the geostationary orbit. Its main objective consists in assessing the evolutions of a space-used commercial silicone adhesive's electrical properties, and to correlate them with the evolutions of its chemical structure. The main components of this material have been identified, and neat samples (deprived of fillers) were elaborated so as to study the isolated polymer matrix. In order to assess the influence of filler incorporation, neat samples were systematically compared with the commercial ones in this study. The material's physicochemical structure in the initial state was characterized by studying its enthalpy relaxations, mechanical response, and by performing chemical analysis. Its electrical behavior (dipole relaxations and conductivity) was investigated thanks to an original experimental approach combining surface potential decay measurements, broadband dielectric spectroscopy, and thermally stimulated depolarization currents. Aging in the space environment was experimentally simulated by exposing the samples to high fluxes of high energy electrons. Chemical analysis (solid state NMR in particular) revealed the predominant crosslinking tendency of this material under ionizing radiations, and allowed to suggest degradation mechanisms at the microscopic scale. These structural evolutions also strongly impact its electrical behavior: a great increase in electrical resistivity has been observed with increasing ionizing dose. It is believed that electrical resistivity directly depends on the degree of crosslinking, which affects charge carrier mobility, in the theoretical frame of hopping and percolation models. The increase in resistivity is considerably more pronounced in the filled material, which could be associated with crosslinking occurring at the matrix-particles interface. Such crosslinks are thought to represent deeper traps for charge carriers. This work brought better understanding of aging phenomena in silicone elastomers exposed to the ionizing space environment. This knowledge will help predicting structural evolutions that may compromise vital properties such as adhesion, and the evolutions of intrinsic conductivity, a critical factor involved in the triggering of electrostatic discharges
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Tajouri, Afif. "Amélioration de la précision de modèles des fours radiatifs et optimisation des paramètres de chauffage par méthodes métaheuristiques : Application au procédé de thermoformage de pare-brise." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0109.
Full textAbstract:
La fabrication du pare-brise automobile est réalisée par un procédé de thermoformage dans un four tunnel où des feuilles de verre subissent un chauffage différentiel par rayonnement par des centaines d'éléments chauffants électriques contrôlés individuellement. Ces travaux ont pour objectif final de répondre à une problématique industrielle formulée en tant que problème d'optimisation. Elle consiste à aider le conducteur du four à retrouver la cartographie de puissance qui permet d'obtenir le champ de température nécessaire à la surface du verre afin d'aboutir à une forme souhaitée. Pour y parvenir, un modèle du four basé sur la méthode de réseau de composants est utilisé afin de simuler le cycle de chauffage. Dans un premier temps, la précision de la température calculée est améliorée par identification paramétrique en se référant à des données de mesures effectuées in situ. Une étude de sensibilité locale et globale a été réalisée au préalable. Par la suite, dans le but d'accélérer ces calculs, une méthode d'optimisation originale est proposée. Elle consiste à combiner la méthode métaheuristique du Recuit Simulé et l'Algorithme de Re-revêtement pour identifier l'émissivité multi-bande des matériaux. Après avoir effectué une validation sur un modèle simplifié 3D de four radiatif de traitement de matériaux, la méthode originale est appliquée pour le modèle du four réel. Outre l'amélioration de la précision des résultats de la simulation, la nouvelle démarche réduit considérablement le temps de calcul. Dans la deuxième partie du travail, plusieurs méthodes métaheuristiques, telles que l'Algorithme Génétique, le Recuit Simulé, la Recherche Tabou ainsi que leur hybridation sont expérimentées pour un modèle simplifié d'une enceinte radiative. Les résultats montrent que la combinaison de l'Algorithme Génétique et du Recuit Simulé a permis d'accélérer la convergence pour atteindre les champs de températures souhaités sur la surface du produit. Cette méthode est par la suite appliquée avec succès pour inverser le modèle du four afin de retrouver les paramètres de commande du fourThe manufacturing of automobile windshield is produced by a thermoforming process in a tunnel furnace where glass undergoes differential heating radiation by hundreds of electrical heating elements individually controlled. The final purpose of this work is to answer a real industrial problem, which is formulated as an optimization problem. It aims at assisting the furnace driver to find the setting that allows obtaining the required temperature distribution on the glass design in order to achieve the desired shape. Based on the method of network components, a model of the furnace is used to simulate the heating cycle. As a first step of this work, the accuracy of the temperature calculated is improved by parametric identification by referring to the data of measurements taken in situ. A local and global sensitivity analysis was performed beforehand. Thereafter, in order to accelerate these calculations, an original and optimization method is proposed. It consists in combining the Simulated Annealing metaheuristic method and the Replating Algorithm to identify multi-band emissivity. First, the original method validation is performed on a simplified 3D model of radiative enclosure, and then applied to the real furnace model. The new approach significantly reduces the computation time while improving the accuracy of the simulation results. In the second part of this work, several metaheuristic methods, such as Genetic Algorithm, Simulated Annealing, Tabu Search, and their hybridization are tested on a simplified model of a radiative enclosure. Results show that the combination of Genetic Algorithm and Simulated Annealing has accelerated the convergence to achieve the desired temperature fields on the product surface. This new method is successfully applied to the real furnace model to find the optimal control parameters
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Diatel, Jakub. "Vytápění bytových domů." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2019. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-392111.
Full textAbstract:
The topic of this diploma thesis is heating of apartment buildings, where an attention was focused on thermal comfort in heated rooms. The first theoretical part brings results of CFD simulations which compare radiators with floor heating. The second part consits of practical application o the given building. There are two options in this project - heating by radiators or floor heating. The third part describes two experiments - measurement of indoor environment in two rooms and measurement of gas consumption in apartment buildings with different heating concepts. In the last part the mean radiant temperature is simulated. There are compared different kind of heating, which have impact to distribution of mean radiant temperature in the room. The personal software was created for deeper understanding of mean radiant temperature.
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Davidsson, Lukas, and Isak Alsterlund. "Badrumsrenovering i bostäder : Jämförelse mellan radiatorsystem och golvvärmesystem ur energi-, fukt- och komfortaspekt i Västerås." Thesis, Mälardalens högskola, Akademin för ekonomi, samhälle och teknik, 2019. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:mdh:diva-45091.
Full textAbstract:
This degree project cover renovation of sanitary rooms with focus on an exchange from a radiator system to an underfloor heating system out of the three aspects energy, moisture and thermal comfort. The used method is literature study, interview, case study and calculations. When a radiator system is replaced with an underfloor heating system the energy demand will decrease due to a possible temperature reduction. The power requirement for the bathrooms will be reduced if the finish material have a higher density and the volume of the room is small. The moisture aspect can in some cases deteriorate with the replacement of systems. It is possible to achieve the same thermal comfort with any system, but it is easier to adjust with an underfloor heating system. An exchange from a radiator system to an underfloor heating system is possible. The energy and thermal comfort aspects improves, but the moisture aspect will potentially degrade.
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MARTINHO, JUNIOR ANTONIO C. "Estudo dos efeitos da radiação ionizante em cartilagem costal humana por meio de termogravimetria e tomografia por coerência óptica." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2012. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10126.
Full textAbstract:
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Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Liu, Yang. "Développement de méthodes d'identification des propriétés thermo-physiques de matériaux semi-transparents Résolution de problèmes conducto-radiatifs instationnaires en 2d axisymétrique pour l'identification de propriétés thermophysiques de matériaux semi-transparents." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2019. http://www.theses.fr/2019ESMA0019.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif le développement des méthodes de caractérisation des propriétés thermo-physiques de matériaux semi-transparents. Tout d’abord, un modèle direct conducto-radiatif 2D axisymétrique instationnaire destiné à modéliser une expérience de type "méthode flash" dans laquelle l’excitation est localisée en espace et en temps est développée. Les transferts radiatifs au sein du matériau caractérisé par le coefficient d’absorption moyen sont simplifiés à l’aide de la méthode P1. L’équation de transfert radiatif simplifiée, ainsi que le bilan d’énergie, sont résolus par la méthode des volumes finis. Ensuite, un modèle d’identification couplant la simulation directe, les données expérimentales ainsi que l’algorithme des essaims particulaires (PSO) est développé pour identifier simultanément la conductivité thermique et le coefficient d’absorption moyen du matériau semi-transparent. Puis, un modèle d’identification basé sur un réseau de neurones artificiel multicouche est proposé et testé. Les phases d’entraînement et de test de ce réseau sont réalisées en utilisant une base des données générées par le modèle direct. Les données synthétiques avec différents niveaux de bruit et les données expérimentales sont utilisées pour respectivement démontrer la robustesse et la faisabilité de cette approche pour résoudre les problèmes pratiques. Finalement, afin de réduire le temps de calcul et d’augmenter l’efficacité d’identification, un modèle réduit d’ordre faible du modèle direct est construit à l’aide de la méthode d’identification modale et puis testé sous différentes conditions aux limites. Le couplage de ce modèle réduit avec des données expérimentales n’est pas mis en œuvre ici, ce qui est considéré comme l’un des perspectives de cette thèseThis thesis aims to develop the methods for characterizing the thermophysical properties of semi-transparent materials. First of all, an unsteady axisymmetric 2D conductive-radiative direct model aiming at modeling a "flash method" experiment in which excitation is localized in space and time is developed. The radiative heat transfer within the material characterized by the mean absorption coefficient is simplified by using the P1 method. The simplified radiative heat transfer equation, as well as the energy equation, are solved by the finite volume method. Afterwards, an identification model coupling the direct simulation, the experimental data and the particle swarm algorithm (PSO) is developed to simultaneously identify the thermal conductivity and the mean absorption coefficient of the semi-transparent material. In the next part, an identification model based on a multilayer artificial neural network is proposed and tested. The training and test phases of the neural network are performed using a database generated by the direct model. Synthetic data with different noise levels and experimental data are used to respectively demonstrate the robustness and feasibility of this approach to solve practical problems. Finally, in order to reduce the calculation time and increase the identification efficiency, a low-order reduced model of the direct model is built using the modal identification method and tested under different boundary conditions. The coupling of this reduced model with experimental data is not implemented, which are considered as one of the perspectives of this thesis
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SARTORI, MARIANA do N. "Estudo e desenvolvimento de nanocompósitos PBT/argila bentonita tratados por radiação ionizante - preparação e caracterização." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2015. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/23701.
Full textAbstract:
Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-06-09T18:33:58Z
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Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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UEHARA, VANESSA B. "Efeito da radiação ionizante de feixe de elétrons em propriedades de biopolímeros comestíveis a base de proteína isolada de soja e fécula de mandioca." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2017. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/27971.
Full textAbstract:
Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-11-09T10:58:19Z
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Nas últimas décadas, têm aumentado substancialmente a quantidade de pesquisas focando no desenvolvimento e caracterização de materiais biodegradáveis, particularmente, filmes comestíveis. O uso de polímeros de fontes renováveis, preparados a partir de produtos vegetais, vem ganhando importância nessa abordagem. O concentrado de proteína de soja e amido de mandioca podem ser considerados uma alternativa aos polímeros petroquímicos. O processamento pela radiação ionizante pode ser empregado para a modificação de polímeros e macromoléculas, resultando em novos materiais com grandes perspectivas de utilização industrial. A indústria de alimentos, uma das indústrias tradicionalmente mais inovadoras, exige o desenvolvimento constante de novos produtos. A capacidade de proteínas e polissacarídeos de formar filmes, amplamente conhecida, é um ponto de partida para o desenvolvimento de novos materiais que atendam os variados requerimentos dessa pungente indústria. Neste trabalho elaboraram-se filmes a base de fécula de mandioca e proteína isolada de soja em duas proporções diferentes e posteriormente irradiados e analisados quanto às suas propriedades mecânicas, cor, absorção de água, permeabilidade ao vapor de agua, análise térmica TGA e DSC entre outros. Os filmes tornaram-se aparentemente mais solúveis e menos resistentes a perfuração com o aumento da dose de radiação aplicada. Com relação às propriedades térmicas observou-se que os filmes com maior proporção de proteína são mais resistentes. Os filmes apresentaram-se menos permeáveis na dose de 40 kGy, e, com relação a absorção de água, esta foi reduzida em função da dose de radiação. Filmes com boa resistência ao vapor de água e com reduzida absorção podem ser considerados adequados para embalagens de alimentos. A radiação mostrou ser uma ferramenta conveniente na modificação de materiais poliméricos principalmente para elaboração de filmes solúveis onde esta é uma nova tendência para embalagens bioativas.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Duda, Jiří. "Vytápění objektu hotelového typu." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2012. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-225456.
Full textAbstract:
Design of heating of hotel type. The first part describes the analysis of the building and heating heat pumps theory and evaluation systems with heat pump. In the second part we find two variants of technical solutions. The third part contains solutions for selected variant and it is heating with gas boiler.
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SALES, JORGE N. DE. "Estudo do efeito da incorporação das argilas branca de Cubati e Cloisite Na® nas propriedades do termoplástico acrilonitrila butadieno estireno submetido à radiação ionizante." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 2016. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/27128.
Full textAbstract:
Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2017-03-10T14:39:39Z
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22066.pdf: 9119613 bytes, checksum: 0b28a0c36e553b4d7b70c8a8a0d8d601 (MD5)Made available in DSpace on 2017-03-10T14:39:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 22066.pdf: 9119613 bytes, checksum: 0b28a0c36e553b4d7b70c8a8a0d8d601 (MD5)
O polímero Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) é um dos polímeros mais versáteis disponíveis nos dias de hoje. Atualmente o Brasil não produz o ABS, o que limita a indústria brasileira de plásticos a utilizar as variações deste polímero importadas, ofertadas no mercado nacional por distribuidores locais. Este estudo avaliou os efeitos da adição das argilas Cloisite Na® e Branca de Cubati na matriz polimérica ABS e também os efeitos decorrentes do tratamento por radiação ionizante no ABS e nos compósitos ABS/Argila como formas de modificação de um ABS convencional. Visando avaliar a diferença entre uma argila organofílica e uma organofóbica, a argila Branca de Cubati foi organofilizada e a argila Cloisite Na® foi utilizada como recebida. Foram preparados, utilizando uma extrusora dupla rosca, concentrados a 30 % em massa da argila Branca de Cubati, previamente organofilizada e da Cloisite Na® em Estireno Acrilonitrila (SAN). Os concentrados foram adicionados ao ABS a 1, 3 e 5 % em massa das argilas e foram injetados corpos de prova. Parte dos corpos de prova foi submetida à irradiação por feixe de elétrons à uma dose de 600 kGy. Os compósitos irradiados e não irradiados foram caracterizados por meio de ensaios de resistência a tração, resistência a flexão, resistência ao impacto, temperatura de distorção térmica, ponto de amolecimento Vicat, análise de termogravimétrica (TG), difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEVFEG) e a correlação entre os resultados foi discutida. Foram observadas melhorias nas propriedades mecânicas, exceto resistência ao impacto, nos materiais aditivados com as argilas, sendo os melhores resultados obtidos com a argila Branca de Cubati. O tratamento por radiação ionizante favoreceu o processo de reticulação do ABS.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)
IPEN/D
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP
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Boztepe, Sinan. "Understanding of infrared heating for thermoforming of semi-crystalline thermoplastics." Thesis, Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux, 2018. http://www.theses.fr/2018EMAC0017.
Full textAbstract:
Les thermoplastiques et les composites thermoplastiques sont généralement mis en œuvre par thermoformage et sont alors le plus souvent préchauffés en utilisant un chauffage IR. L’avantage du chauffage radiatif est qu'il permet de chauffer les polymères à cœur grâce au caractère semi-transparent des polymères. Néanmoins, dans le cas des polymères semi-cristallins, le chauffage radiatif est affecté par la structure cristalline et cette thèse a donc eu pour objectif d’améliorer la compréhension de l'interaction entre la structure cristalline et les propriétés optiques dans le but de proposer un modèle prédictif de chauffage de thermoplastiques semi-cristallins.Cette étude répond à une problématique industrielle relative au contrôle de la température des thermoplastiques semi-cristallins dans les procédés recourant au chauffage radiatif. L’optimisation de ces procédés requiert un code de calcul suffisamment robuste pour permettre une bonne prédiction du champ de température tout en conservant des temps de calcul acceptables. Une approche combinée expérimentale et numérique a ainsi été proposée dans le but de modéliser la capacité d’absorption du rayonnement thermique de milieux polymères semi-cristallins et le transfert de chaleur par rayonnement avec changement des phases de cristaux/amorphe. Ces travaux se concentrent sur le PEHD, qui présente un intérêt particulier pour l’entreprise Procter&Gamble.Dans cette thèse, après avoir établi une revue bibliographique mettant en avant les couplages existants entre les phénomènes de diffusion optique, la microstructure des polymères semi-cristallins et la température, une caractérisation et une analyse poussées des propriétés radiatives de deux polyéthylènes sont proposées. Les analyses morphologiques et optiques ont été réalisées à température ambiante et dans des conditions de chauffage afin d’identifier les formations cristallines à l’origine de la diffusion optique dans des polymères semi-cristallins et l’évolution de ce couplage au cours du chauffage. A travers ce travail de recherche, un coefficient d’extinction spectral thermo-dépendant a été proposé afin de décrire le caractère optiquement hétérogène du milieu semi-cristallin par un milieu homogène équivalent. Sur la base de la caractérisation de la capacité d'absorption du rayonnement thermique, un modèle thermique conducto-radiatif thermo-dépendant a été développé. Afin d’évaluer la précision de la modélisation, une méthodologie expérimentale spécifique a été proposée pour mesurer la température de surface par thermographie IR dans le cas du PEHD semi-transparent. L’étape finale a consisté à confronter les résultats issus des simulations numériques basées sur cette modélisation à plusieurs campagnes de mesures expérimentales. Les résultats de ces travaux démontrent la forte influence de la structure morphologique des polymères semi-cristallins sur les transferts de chaleur radiatifsThermoplastics and thermoplastic composites are promising candidates for manufacturing highly cost- effective and environmental-friendly components in terms of rapid forming and recyclability. Thermoforming is extensively used for the processing of thermoplastics where IR heating is widely applied. The major advantage of radiative heating is that the significant portion of radiation penetrates into the semi-transparent polymer media.This thesis focuses on understanding of IR heating of semi-crystalline thermoplastics which aims to analyze the driven mechanisms for radiation transport in optically heterogeneous unfilled semi-crystalline polymer media. Considering the relatively narrow thermoforming window of semi-crystalline thermoplastics, accurate temperature control and close monitoring of temperature field is crucially important for successful forming process. It is thus required to build a numerical model robust enough to allow a good prediction of the temperature field while maintaining acceptable calculation times. In this research work, a combined experimental-numerical approach has been proposed which enables both to characterize the radiation absorption capacity of semi-crystalline polymer media and, to model the radiation heat transfer considering the crystalline/amorphous phases change under heating. This research focuses on a particular polymer - highly crystalline HDPE- which is supported by Procter & Gamble.In this thesis, the literature was reviewed at first for highlighting the existing coupled relation between the optical properties and the crystalline structure of semi-crystalline polymers. The role of crystalline morphology on the optical properties and optical scattering of two type of polyethylene, namely HDPE and LLDPE, were addressed. More specifically, the morphological and optical analyses were performed at room temperature and under heating to determine: which crystalline formations are responsible for optical scattering in semi-crystalline polymer media and, how does their coupled relationship evolve under heating conditions? Hence, one of the key contributions of this research is on establishing a temperature-dependent spectral extinction coefficient of HDPE allowing to describe temperature- dependent radiation absorption capacity of its semi-crystalline medium and, to model radiative transfer considering an equivalent homogeneous medium. Based on the characterization of radiation absorption capacity of semi-crystalline media, a temperature-dependent conduction-radiation model was developed. In order to assess the modeling accuracy, an experimental methodology was proposed for non-invasive surface temperature measurements via IR thermography on semi-transparent polymer media. The final step was to compare the results of numerical simulations with the several IR heating experiments to prove the strong influence of the crystalline morphology on heat transfer
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Acuña, Paz y. Miño Jairo. "Application des méthodes d’imagerie au rayonnement dans les scènes urbaines." Thesis, Pau, 2020. http://www.theses.fr/2020PAUU3023.
Full textAbstract:
Ce travail repose sur les techniques d’imagerie photographique et thermographique qui permettent de mieux comprendre les échanges radiatifs d’une scène urbaine en donnant des résultats visuels et quantitatifs. Deux types d’image sont construits et exploités : des panoramas sphériques, couvrant un angle solide de 4π stéradians, et des perspectives urbaines.Les études de scènes urbaines effectuées dans des conditions différentes, Bayonne en hiver et Cordoue en été, sont présentées à travers deux applications. La première est centrée sur le confort thermique urbain et la seconde sur les échanges thermiques entre les surfaces d’une rue.Dans la première application, l’étude se concentre sur le rayonnement incident en un point provenant de toutes les directions. Le rayonnement est mesuré dans les spectres visible et infrarouge, puis extrapolé à l’ensemble du spectre. L'image 4π qui en résulte représente la distribution spatiale du rayonnement et sert à calculer la température moyenne de rayonnement. Ce résultat est validé par des comparaisons avec les mesures utilisant le globe noir, considéré comme la méthode de référence. La méthode 4π offre une mesure rapide, indépendante des effets de convection, avec une discrimination spectrale en deux bandes. Elle sert à jauger une ville à partir de peu de points de mesure, mais aussi à obtenir des informations spatialisées précises. Ainsi, l'étude réalisée à Cordoue montre que la rugosité du sol dans deux scènes analysées dans des conditions similaires influence le confort thermique du piéton.Pour la deuxième application, l'étude est concentrée sur les températures de surface. Un modèle 3D simplifié est combiné à du lancer de rayons pour corriger la thermographie en filtrant les flux parasites. Le résultat est validé sur une rue en perspective par comparaison avec le résultat de plusieurs thermomètres de contact. Cette comparaison, qui ne peut être que ponctuelle et limitée à certaines surfaces, donne des résultats satisfaisants qui permettent d'étendre la correction à l'ensemble de l'image.Les thermographies corrigées révèlent des phénomènes qui n'étaient pas visibles auparavant, les écarts de température des fenêtres étant les plus remarquables. En effet, le verre, matériau à haute transmittance thermique, met en évidence d’importantes pertes d'énergie lors de sa traversée. Ces pertes sont particulièrement visibles lors d'une froide journée d'hiver, lorsque le chauffage est en fonctionnement. Dans une rue de type canyon, l'étude qualitative du rayonnement séparément dans deux bandes spectrales montre l'intérêt d'en inclure une troisième pour mieux comprendre le passage de la réflexion diffuse à la réflexion spéculaire. Cette bande serait celle de l'infrarouge proche. Les deux applications apportent des connaissances fondamentales sur le paysage radiatif de la ville et montrent bien la relation entre la géométrie et le rayonnement. Ce n'est qu'à travers cette relation qu'il est possible d'identifier les phénomènes physiques qui doivent être pris en compte pour la simulation thermique urbaineThis work relies on imagery, photographic and thermographic, allowing a better understanding of the radiative exchanges of an urban scene by giving both visual and quantitative results. Two types of images are constructed and exploited: spherical panoramas, referred to as 4π as they cover a solid angle of 4π steradians, and urban perspectives.The study of urban scenes in different places and conditions, Bayonne in winter and Cordoba in summer, are presented through two applications. The first focuses on urban thermal comfort and the second on heat exchanges between the surfaces of a street.In the first application, the study focuses on the incident radiation coming from all directions at a single point. The radiation is measured in both the visible and infrared range and then extrapolated to the whole spectrum. The resulting image 4π represents the radiative spatial distribution and is used to calculate the mean radiant temperature. This result is validated by comparisons with measurements performed using the black globe, accepted as the reference method. The 4π method offers a fast, convection-independent measurement with spectral discrimination in two bands. It serves to evaluate a city from few measurement points, but also to obtain precise spatialized information. The study carried out in Cordoba shows that the roughness of the ground in two scenes evaluated under similar conditions influences the thermal comfort of the pedestrian.For the second application, the study focuses on surface temperatures. We use a simplified 3D model combined with ray tracing to correct the thermography by filtering parasitic fluxes. The result is validated on a perspective street by comparison with the result of several contact thermometers. This comparison, which can only be punctual and limited to certain surfaces, gives satisfactory results that allow us to extend the correction to the entire image.A corrected thermogram reveals phenomena that were formerly not visible, the temperature difference of the windows being the most remarkable. Indeed, glass, a material with high heat transmission, exhibits the heat loss that occurs through its surface. This is particularly noticeable on a cold winter's day when the heating is in operation. In a canyon-type street, the qualitative study of the radiation discriminated in two spectral bands shows the interest of including a third one, that of the near infrared, to better understand the passage from diffuse to specular reflection. These two applications provide fundamental knowledge on the radiative landscape of the city and show the relationship between geometry and radiation. Only through this relationship is it possible to identify the physical phenomena that must be accounted in an urban thermal simulation
Este trabajo se basa en el uso de la imagen: fotográfica y termográfica. Esta permite una mejor comprensión de los intercambios radiativos de la escena urbana al proporcionar un resultado tanto visual como cuantitativo mediante la construcción y manipulación de dos tipos de imágenes: las panorámicas esféricas, llamadas 4π porque cubren un ángulo sólido de 4π estereorradianes, y las perspectivas urbanas.El estudio de escenas urbanas bajo diferentes condiciones ambientales, Bayona en invierno y Córdoba en verano, se presenta a través de dos aplicaciones. La primera se centra en el confort térmico urbano y la segunda en los intercambios térmicos entre las superficies de una calle.En la primera aplicación, el estudio se enfoca en la radiación incidente en un punto proveniente de todas las direcciones. La radiación se mide en dos rangos del espectro, el visible y el infrarrojo, y se extrapola a todo el espectro. La imagen 4π resultante representa la distribución espacial de la radiación y se utiliza para calcular la temperatura media radiante. Este resultado se valida mediante comparaciones con mediciones utilizando el globo negro, considerado como método de referencia. El método 4π ofrece una medición rápida e independiente de la convección con una discriminación espectral en dos bandas. Ésta sirve para evaluar una ciudad a partir de pocos puntos de medición, pero también para obtener información espacializada precisa. El estudio realizado en Córdoba muestra que la rugosidad del suelo en dos escenas evaluadas en condiciones similares influye en el confort térmico del peatón.En la segunda aplicación, el estudio se concentra en las temperaturas de la superficie. Nos servimos de un modelo 3D simplificado en combinación con el trazado de rayos para corregir la termografía filtrando los flujos parásitos. El resultado se valida en la perspectiva de una calle comparándolo con el resultado de varios termómetros de contacto. Esta comparación, que sólo puede ser puntual y limitada a ciertas superficies, da resultados satisfactorios que permiten extender la corrección a toda la imagen.Una termografía corregida revela fenómenos que antes no eran visibles, destacándose la diferencia de temperatura de las ventanas. Efectivamente, el vidrio, un material con una alta transmitancia térmica, pone en evidencia la energía que se pierde a través de su superficie. Esto es particularmente visible en un día frío de invierno, cuando la calefacción está en funcionamiento. En el caso de una calle tipo cañón, el estudio cualitativo de la radiación discriminada en dos bandas espectrales muestra el interés de incluir una tercera para comprender mejor el paso de la reflexión difusa a la especular, la del infrarrojo cercano. Las dos aplicaciones proporcionan conocimientos fundamentales sobre el paisaje radiativo de la ciudad y muestran el vínculo entre la geometría y la radiación. Es sólo a través de esta relación que es posible identificar los fenómenos físicos que deben ser tenidos en cuenta para una simulación térmica urbana
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Vích, Pavel. "Účinnost rozvodů tepla." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2015. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-227296.
Full textAbstract:
This diploma thesis focuses on the analysis of heat loss of heating distribution in the industrial area. The aim of this labor is to determine heat loss heat distribution kept in non manholed canal and evaluate economic return to build a local source of heat for the office building. For this building is in two variants resolve the reconstruction of the existing heating system. For the first variant is designed the local gas condensing boiler and for second variant existing central heat source. The experimental part of this labor compares the measured and calculated values of boundary conditions of hot-water pipes kept in non manholed canal.
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Oravec, Jakub. "Dynamika otopných ploch." Master's thesis, Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební, 2019. http://www.nusl.cz/ntk/nusl-392042.
Full textAbstract:
The diploma thesis is focused on the research of dynamics of selected heating surfaces behavior. The aim of the thesis is to determine the dynamics of heating and cooling and to determine the effect of these characteristics on energy consumption of the building. The project part deals with the design of a heating solution for a residential building in three variants. An Energetic simulation is made for the designed variants, that compares the consumption of thermal energy during one year. The next simulation research the dynamics of selected large-scale heating surfaces. For each construction, nonstationary models of heating up and cooling were made, which are compared in terms of the thermal inertia.
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Munaretto, Fabio. "Étude de l'influence de l'inertie thermique sur les performances énergétiques des bâtiments." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2014. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01068784.
Full textAbstract:
Étant de plus en plus isolés, les bâtiments très performants sont très sensibles aux apports solaires transmis par les vitrages ainsi qu'aux apports internes. Dans ce contexte, l'inertie thermique peut être utile en stockant l'énergie excédentaire et en réduisant les variations de température, améliorant ainsi le confort thermique.Évaluer la performance énergétique, environnementale et le confort thermique des bâtiments nécessite des outils de simulation thermique dynamique (STD) fiables. Historiquement, les modélisateurs ont essayé de trouver un compromis approprié entre précision et efficacité. Des hypothèses simplificatrices ont alors été intégrées dans les outils STD et ont un lien étroit avec l'inertie thermique. La validité de telles hypothèses, notamment la globalisation des échanges convectifs et radiatifs GLO intérieurs, ou la distribution forfaitaire des apports solaires transmis par les vitrages nécessitent particulièrement d'être remises en questions dans le contexte des bâtiments très isolés.Ainsi, un modèle découplant les échanges convectifs et radiatifs GLO ainsi qu'un modèle de suivi de la tache solaire (modèles détaillés) ont été implémentés dans une plateforme de simulation mettant en œuvre l'analyse modale et une discrétisation par volumes finis.Une première comparaison entre les modèles détaillés et simplifiés a été réalisée sur des cas d'études du "BESTEST", intégrant aussi des résultats d'outils STD de référence au niveau international (EnergyPlus, ESP-r, TRNSYS). Un travail similaire a été réalisé sur le cas d'une maison passive instrumentée (plateforme INCAS à Chambéry) en utilisant des techniques d'analyses d'incertitudes et de sensibilité.Les résultats montrent qu'une tendance à la baisse concernant les besoins de chauffage et de refroidissement existe en ce qui concerne les modèles détaillés considérés ici. D'autre part, il semble que ces modèles détaillés ne contribuent pas à diminuer significativement les écarts entre les simulations et les mesures.
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Nguyen, Hoang Quan. "Modélisation et simulation du remplissage de moules verriers : "Prise en compte du transfert radiatif"." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2009. http://www.theses.fr/2009INPL054N/document.
Full textAbstract:
L’objet de ce travail est de proposer un modèle adapté pour la simulation du remplissage de moules qui réponde au meilleur compromis entre temps de calcul et précision des résultats. La difficulté est double. Il faut prendre en compte le phénomène de remplissage qui est un problème complexe à frontières libres et les spécificités liées au Verre : viscosité fortement thermodépendante et température de fusion élevée qui nécessite de prendre en compte le rayonnement. Le Chapitre I est consacrée à la partie écoulement du Verre liquide. La bibliothèque numérique Aquilon/Thétis, adaptée pour traiter ce type de problèmes et les couplages thermique air/verre/parois, a été utilisée (Méthode V.O.F pour le suivi de l’interface, méthodes de type Lagrangien augmenté/Projection vectorielle pour le couplage Vitesse-Pression). Pour l’aspect radiatif, différentes approches sont proposées : conductivité radiative équivalente (Chapitre II), méthode explicite directe pour la validation (Chapitre III) et méthode d’harmoniques sphériques ou méthode PN (Chapitre IV). Dans le Chapitre V, la méthode PN retenue est validée dans des cas simples et est appliquée ensuite à des cas avec couplage convectif en géométries complexes et obstacles semi-transparents (1D, 2D et 3D, 2D axi-symétrique et milieu non gris). Une version P1 modifiée est présentée. Les résultats sont assez proches de ceux donnés par la méthode P3 avec des temps de calcul modestes. L’intérêt de ce modèle est qu’il est facilement intégrable dans des codes numériques existants : une seule équation différentielle du second ordre stationnaire à résoudre en 3DThe aim of this study is to propose an adapted model for the simulation of mould filling that must be a compromise solution between computational time and results accuracy. The double difficulty is to take into account the filling phenomenon that is a complex problem due to the presence of free boundaries and to the Glass specificities: viscosity that is highly thermal dependant and high melting temperature that requires taking into account radiation effects. Chapter I is devoted to the melting Glass flow. The numerical libraries Aquilon/Thétis, adapted for solving such type of problems and the thermal coupling between Air/Glass/Walls, has been used. (V.O.F method for front tracking, Augmented Lagrangian/Vector Projection methods for solving Pressure/Velocity coupling). For radiative aspect, different approaches are proposed: equivalent radiative conductivity (Chapter II), direct explicit method for validation (Chapter III) and spherical harmonics method or PN method (Chapter IV). In the Chapter V, the selected PN method is validated through simple cases and is then applied in other cases with convective coupling in complex geometries including semi-transparent inclusions (1D, 2D and 3D, 2D axi-symmetric and non grey medium). A P1 modified version is presented. The results are close to those given by P3 method but with reduced computational time. The main interest of this model is that it can be easily implemented in existing numerical codes: a single stationary second order partial differential equation to solve in 3D
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ＬＩＮ, ＪＵＮ－ＨＯＮＧ, and 林俊宏. "Investigation on the Thermal and Flow Characteristics of Power Transformer Radiators." Thesis, 2004. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/87920515956026119953.
Full textAbstract:
碩士國立臺灣科技大學
機械工程系
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The purpose of this project is to study the thermal and flow characteristics of power transformer radiators using commercial CFD code , Icepak. The effect of various factors , such as：the flow speed , flow leakage at the ends of the radiator , the temperature depend viscosity , on the thermal performance of the radiator were studied and explained。Finally , empirical correlation for Nusselt number , Nu , and friction coefficient , f ,were proposed for both the air and oil sides.
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Chiu, Yu-Wei, and 邱育暐. "The Test and Analysis of Thermal-Hydraulic Performance of Radiators and the Development of Computer Aided-Design Softwares." Thesis, 2002. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/ja7dhp.
Full textAbstract:
碩士國立成功大學
機械工程學系碩博士班
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There are two parts in this paper. In the first part of this paper, an induced open wind tunnel was used to measure the thermal-hydraulic characteristics of automotive radiators. Three kinds of fins were tested. The experimental results indicated that the heat transfer coefficients for the louver fins are 10﹪higher than those for the slit fins; and the slit fins are 26﹪higher than those for the flat fins. In addition, the relationship for the Colburn factor j and friction factor f versus the Reynolds number was presented. In the second part of the paper, an interactive computer-aided design software for the automotive radiators was developed. It is written by Visual Basic 6.0 and can be run in any personal computer. The software has the following two functions: (1) Prediction the performance of a radiator when the dimensions are given. (2) Determination the necessary size of a radiator when given the required performance.
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Worn, Cheyn. "An Evaluation of Shadow Shielding for Lunar System Waste Heat Rejection." Thesis, 2012. http://hdl.handle.net/1969.1/ETD-TAMU-2012-05-11202.
Full textAbstract:
Shadow shielding is a novel and practical concept for waste heat rejection from lunar surface spacecraft systems. A shadow shield is a light shield that shades the radiator from parasitic thermal radiation emanating from the sun or lunar surface. Radiator size and mass can reduce if the radiator is not required to account for parasitic heat loads in addition to system energy rejection requirements. The lunar thermal environment can be very harsh towards radiative heat rejection. Parasitic heat loads force the radiator to expand in size and mass to compensate. On the Moon, there are three types: surface infrared, solar insulation, and albedo. This thesis tests shadow shielding geometry and its effect on the radiator and nuclear reactor in a reactor-powered Carnot heat engine. Due to the nature of cooling by radiative heat transfer, the maximum shaft work a Carnot system can produce and the minimal required radiator area occurs when the Carnot efficiency is 25%.
First, a case for shadow shielding is made using an isothermal, control radiator model in Thermal Desktop. Six radiator temperatures and three latitudes are considered in the tests. Test variables in this section include radiator shapes and shade geometry. The simulations found that shadow shielding is best suited for a low-temperature radiator at the lunar equator. Optimized parabolic shade geometry includes a focus right above or at the top of the radiator and full to three-quarters shade height. The most useful rectangular radiator shape for shadow shielding is that which has a low height and long width.
All simulations were conducted using a shade with a 10 kg/m2 area mass. A sensitivity study was conducted for different shade area masses using high and low values found in the literature. The shade is the most useful when the shade's area mass is less than or equal to that of the radiator. If the shade mass is below this threshold, the shade would be applicable to all radiator temperatures tested.
Optimized shade and radiator geometry results were then factored into a second model where the radiator is comprised of heat pipes which is similar to radiators from actual system designs. Further simulations were conducted implementing the SAFE-4001 fast fission nuclear reactor design. The study found that shadow shielding allowed the system to use a low-temperature radiator where other configurations were not viable because shadow shielding drastically improves radiative heat transfer from the radiator, but at the consequence of raising radiator mass.
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Kou, Hau-Shiang, and 寇皓翔. "The Study of Thermo-Hydraulic Performance for Automobile Radiator with Carbon Nanocapsules Materials Coating." Thesis, 2014. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/9cz6fp.
Full textAbstract:
碩士國立高雄應用科技大學
模具工程系碩士班
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Automobile radiator is the key component in the cooling system of the engine for a car. There are some problems will be caused if the thermo- hydraulic performance overheating such as the parts soften, abrasion, amount of oil consumption and the power decrease. However, how to enhance the thermo-hydraulic performance of automobile radiators is a key problem in the vehicle industry. The methods of enhance the automobile radiator performance such as change the angle of the fin and shape, change the working fluid and coated surface. But the method of the coated surface cannot enhance the thermo-hydraulic performance for automobile radiator. Therefore, the objectives of this study will use carbon nanocapsules material coating to enhance the automobile radiator performance without increase the principle. And also enhance the anti-fouling and the corrosion resistant features of the automobile radiator. This study used carbon nanocapsules material coating to enhance the automobile radiator performance of wave-fin and plate-fin. And use the wind tunnels, thermostatic water bath, data miner and differential pressure gauges to measurement the automobile radiator performance of coated and uncoated carbon nanocapsules material. Finally, investigate the effects of automobile radiator thermo-hydraulic performance in different air-side Reynolds number (Rea=0~6214.2) and water-side Reynolds number (Rew=1222.8~5502.8). The results show that, the averaged heat transfer performances of wave-fin radiator with coating the carbon nanocapsules materials have 8-23% higher than without coating. The averaged heat transfer performances of plate-fin radiator coating the carbon nanocapsules materials have 5-17% higher than without coating. When the air-side flow field is laminar, the plate-fin of automobile radiator without coating which heat transfer performance will higher than wave-fin automobile radiator without coating (increase about 9%). When the air-side flow field is turbulence, the wave-fin of automobile radiator without coating which heat transfer performance will higher than plate-fin of automobile radiator without coating (increase about 12%). When the air-side flow field is laminar, the plate-fin of automobile radiator with coating which heat transfer performance will higher than wave-fin of automobile radiator with coating (increase about 5%). When the air-side flow field is turbulence, the wave-fin of automobile radiator with coating which heat transfer performance will higher than plate-fin of automobile radiator with coating (increase about 16%).