Conception et dimensionnement d'un liquéfacteur magnétique

Abstract

Dans ce mémoire on présente une méthode de simulation numérique sur la conception d’un liquéfacteur magnétique. Le principe de fonctionnement d’un tel dispositif est basé sur l’effet magnétocalorique (EMC). Plus précisément, l’étude est focalisée sur l’analyse thermique du régénérateur magnétique actif (source de l’EMC). Ce dernier constitue l’élément essentiel du liquéfacteur. Deux configurations de régénérateur actif ont été étudiées: (i) régénérateur à plaques parallèles (section rectangulaire) et (ii) régénérateur à tubes (conduites de section circulaire). Le gaz à liquéfier est le méthane (CH4). Les équations de Navier-Stokes et d’énergie ont été considérées pour décrire respectivement les champs d’écoulement et de température à travers le régénérateur. Le logiciel Fluent a été utilisé pour résoudre les équations résultantes. Les effets des propriétés physiques du gaz et des paramètres de design sur les performances des régénérateurs sont présentés et discutés. Le régénérateur à section rectangulaire s’avère le plus performant. Des corrélations reliant les paramètres de design et les propriétés physiques du gaz ont été suggérées, pouvant servir dans la conception et le dimensionnement d’éventuels liquéfacteurs magnétiques.