Description:
Boiling with an imposed flux on a non-isothermal surface. Classical techniques of increasing heat flux transmitted by a hot surface to boiling liquid led logically to the exclusive use of reputedly isothermal surfaces and only involving nucleated boiling, the efficiency of which increases rapidly up to the critical “ destruction” point. Since 1950, however, a technique employing the opposite principle has been successfully used to cool large electronic tubes, the copper anode of which is fitted with large protuberances, the main point of which is their non-isôthermic nature. Merely immersed in still water which is allowed to boil at atmospheric pressure these form an exchanger whose maximum transfer capacity under conditions of imposed flux is greater than that of cold water circulating under pressure. Analysis of the operation of this system has revealed the existence of a continuous temperature gradient within which lies the “ critical temperature” of 125 °C between the less hot areas subject to nucleated boiling and hotter areas in the “transition zone” (125 °C to 225 °C), which can thus be stabilized in its entirety. The report presents this “Vapotron Effect”, its performance so far, and development possibilities of this technique, based on the selective properties of the dimentional characteristics of dissipating components.
Les techniques classiques, tendant à accroître le flux de chaleur transmis par une paroi chaude à un liquide bouillant, ont conduit logiquement à n'utiliser que des surfaces réputées isothermes et ne mettant en œuvre que l'ébullition nucléée, dont l'efficacité croît rapidement jusqu'au point critique «de destruction». Pourtant, depuis 1950, une technique opposée est utilisée avec succès pour refroidir de gros tubes électroniques, dont l'anode en cuivre est munie de protubérances massives, essentiellement non isothermes. Simplement plongée dans de l'eau stagnante qu'on laisse bouillir sous la pression atmosphérique, cette structure constitue un échangeur dont la capacité maximale de transfert, en régime de flux imposé, dépasse celle d'une circulation d'eau froide sous pression. L'analyse du fonctionnement a révélé l'existence d'un gradient continu de température, englobant la «température critique» (125 °C) entre des points moins chauds soumis à l'ébullition nucléée, et des points plus chauds appartenant à la «zone de transition» (125 °C à 225 °C) qui peut être ainsi stabilisée tout entière. Le rapport présente cet «Effet Vapotron», les performances acquises et les perspectives de développement de cette technique basée sur les propriétés sélectives des caractéristiques dimensionnelles des éléments dissipatifs.