Mesure de conductivité thermique de liquide / fluide

La conductivité thermique d’un liquide définit sa capacité à transférer la chaleur. Elle est exprimée en en W/m/K.

Avec la capacité thermique, la masse volumique et la viscosité, elle fait partie des grandeurs utilisées pour caractériser le comportement thermique des fluides en fonction de la température. Ces grandeurs sont tout particulièrement utilisées pour dimensionner la chauffe du fluide en question, mais aussi pour les fluides dits caloporteurs dont la fonction est de transférer la chaleur entre deux points d’un système.

Exemples de valeurs de conductivité thermique

L’ordre de grandeur de la conductivité des liquides varie entre 0,01 et 2 W/m/K. La conductivité thermique des liquides polaires (eau, ammoniaque, etc.) est généralement plus élevée que celle des autres liquides, notamment les liquides organiques. Le tableau ci-dessous donne quelques exemples de conductivités thermiques mesurées sur des liquides communs :

Méthode de mesure : Fil chaud

Chez Calnesis, la méthode utilisée pour mesurer la conductivité thermique de liquide est celle du fil chaud (THW – Transient hot wire). La mesure consiste à placer le liquide dans un contenant régulé en température. Une sonde équipée d’un fil conducteur est placée dans le liquide thermostaté.

La conductivité thermique des fluides est mesurée par la technique du fil chaud, avec une précision de 5%

Jean-Claude Neyt, Directeur et Responsable Laboratoire, Calnesis

Pendant environ une seconde, un courant parcours le fil chaud et vient chauffer le fluide situé autour de ce dernier. La variation de température mesurée pendant cet échauffement permet de déterminer la conductivité thermique du fluide à cette température. Il s’agit ainsi d’une mesure dite transitoire.

La durée réduite de mesure permet de s’affranchir des modes de transfert thermiques non souhaités qui interviennent dans les fluides, notamment le principal : la convection.

La précision de ce type de mesure est d’environ 5%

Conditions nécessaires à la mesure de conductivité thermique

Le fluide doit être stable thermiquement sur toute la gamme de température de mesure souhaitée. La température de mesure ne doit pas être trop proche de la température d’ébullition pour éviter le dégazage ou la formation de bulles de gaz dans le fluide.