Conductivité thermique des gaz
Ordre de grandeur
100 K | 200 K | 300 K | |
H2 O2 CO2 CH4 NO | 0,07 0,009 . 0,010 . | 0,13 0,018 0,009 0,020 0,012 | 0,17 0,027 0,016 0,033 0,026 |
λ est exprimée en W.m-1.K-1
Détermination de la conductivité thermique
A partir de la théorie cinétique des gaz, Eucken a établi la relation :
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Cp est la chaleur spécifique du gaz à pression constante
µ, sa viscosité
le rapport Cp/Cv ; pour un gaz monoatomique, = 1,66
pour un gaz diatomique, = 1,4
pour un gaz triatomique, = 1,32
Cp.µ/λ est un groupe sans dimension. On l'appelle nombre de Prandtl et on le note Pr.
Variation de la conductivité thermique avec la température et la pression
La conductivité thermique des gaz peut être déterminée en fonction de la température et de la pression à partir des diagrammes des états correspondants.
Cependant, la relation de Sutherland permet de déterminer les variations de λ en fonction de la température T exprimée en K :
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C est la constante de Sutherland qui dépend de la nature du gaz et dont la valeur peut être déterminée connaissant deux valeurs de λ pour deux températures différentes.
Entre – 50 et + 100 °C, on peut utiliser la relation :
λθ = λ0°C . (1 + 0,0028 θ)...................................................................(équation 18) |
où θ est exprimée en °C.
Conductivité thermique d'un mélange de gaz
La conductivité thermique des mélanges de gaz à faible densité peut être estimée par la relation :
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où xi et xj sont les fractions molaires des constituants i et j respectivement,
et
ij, une fonction donnée par :
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Mi et Mj sont les masses molaires des constituants i et j respectivement
µi et µj étant les viscosités de ces constituants.
