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Qu’est-ce que la formule de conductivité thermique – Equation – Définition

Formule de conductivité thermique – Equation. La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc écrire la formule de conductivité thermique en fonction de k = k (T). Génie thermique

Formule de conductivité thermique – équation

Exemple - Flux de chaleur - Conduction thermiqueLes caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W / mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction. Notez que la loi de Fourier s’applique à toutes les matières, quel que soit leur état (solide, liquide ou gaz), elle est donc également définie pour les liquides et les gaz.

La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:

conductivité thermique - définition

La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (k y , k z ), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, k x = k y = k z = k.

La loi de Fourier  est une expression qui définit la  conductivité thermique .

Loi de Fourier sur la conduction thermique

Dioxyde d’uranium – Formule à conductivité thermique

Conduction thermique - conductivité thermique - dioxyde d'uraniumLa plupart des REP utilisent l’ uranium , sous forme de dioxyde d’uranium . Le dioxyde d’uranium est un solide noir semi-conducteur à très basse conductivité thermique . En revanche, le dioxyde d’uranium a un point de fusion très élevé et un comportement bien connu . L’UO2 est comprimé en pastilles , lesquelles sont ensuite frittées dans le solide.

Ces pastilles sont ensuite chargées et encapsulées dans un crayon de combustible (ou aiguillon) en alliages de zirconium en raison de sa très faible section transversale d’ absorption (contrairement à l’acier inoxydable). La surface du tube, qui recouvre les pellets, est appelée gaine combustible . Les barres de combustible sont l’élément de base d’un assemblage combustible.

La conductivité thermique du dioxyde d’uranium est très faible comparée à celle des métaux à base d’uranium, de nitrure d’uranium, de carbure d’uranium et de gaine de zirconium. La conductivité thermique est l’un des paramètres qui déterminent la température de l’axe du carburant . Cette faible conductivité thermique peut entraîner une surchauffe localisée dans la ligne médiane du combustible. Cette surchauffe doit donc être évitée. La surchauffe du combustible est évitée en maintenant le taux de chauffage linéaire de pointe (LHR) ou le facteur de canal chaud du flux de chaleur – F Q (z)en dessous du niveau auquel la fusion de la ligne centrale de carburant se produit. L’expansion de la pastille de combustible lors de la fusion de l’axe central peut provoquer une contrainte sur la gaine jusqu’au point de rupture.

La formule de conductivité thermique de l’UO 2 solide avec une densité de 95% est estimée par corrélation suivante [Klimenko; Zorin]:

conductivité thermique de l'uranium - équation

où τ = T / 1000. L’incertitude de cette corrélation est de + 10% dans l’intervalle de 298,15 à 2000 K et de + 20% dans l’intervalle de 2000 à 3120 K.

Conductivité thermique - dioxyde d'uranium - graphique

Référence spéciale: Centrales thermiques et nucléaires / Manuel éd. par AV Klimenko et VM Zorin. MEI Press, 2003.

Référence spéciale: Propriétés thermophysiques des matériaux pour le génie nucléaire: un tutoriel et la collecte de données. IAEA-THPH, AIEA, Vienne, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci