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Lerou, Pieter-Paul Patrick Maurits. "Micromachined Joule-Thomson cryocooler." Enschede : University of Twente [Host], 2007. http://doc.utwente.nl/57770.
Full text
2
Alves, Paula Portugal. "A experiência de Joule revisitada." Master's thesis, FCT - UNL, 2008. http://hdl.handle.net/10362/1836.
Full textAbstract:
Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de mestre em Física Laboratorial, Ensino e História da FísicaO presente trabalho pretende ser um contributo para o ensino experimental da Física tendo como tema de fundo a Energia. A histórica Experiência de Joule que demonstrou a equivalência entre trabalho e calor é o ponto de partida para a construção de alguns equipamentos científicos que permitem demonstrar esta equivalência e a conversão de energia nas suas várias formas. A Experiência de Joule é transcrita dos documentos da época e explorada à luz dos conhecimentos actuais. Descreve-se o funcionamento de aparelhos capazes de gerar energia eléctrica a partir de movimento ou de diferença de temperatura, dínamos e células de Peltier, respectivamente. No último capítulo, constituindo o coração deste trabalho, são descritos equipamentos científicos construídos em laboratório. Cada equipamento está devidamente enquadrado em termos curriculares, no ensino básico e/ou secundário. Apresenta-se o princípio subjacente ao seu funcionamento bem como sugestões didácticas da sua aplicação e respectivos objectivos específicos. Todos os equipamentos foram testados em laboratório e os resultados recolhidos são apresentados e tratados quantitativamente quando se justifique. A descrição exaustiva (em Apêndice) das várias etapas de construção de alguns equipamentos permite a sua concretização por professores e alunos. Os materiais utilizados são fáceis de adquirir e de custo acessível à grande maioria das Escolas.
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Mao, Jie. "Joule heating in magnetohydrodynamic duct flows." Thesis, Coventry University, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.492355.
Full textAbstract:
Joule heating effect in liquid metal magnetohydrodynamic (MHD) flows has been investigated numerically with reference to self-cooled liquid metal blankets for tokamaks. To investigate main effects associated with the Joule heating, pressure-driven Hartmann flow, fully developed MHD flow in a rectangular duct and developing MHD duct flow in a rectangular duct are studied in detail. An external, strong magnetic field is applied in the direction transverse to the flow. The walls are both electrically and thermally conducting, while the outside surface of the walls is thermally insulating. At the entrance into the duct the temperature is a constant. As the fluid progresses through the duct, the electric currents are induced as a result of MHD interaction. These currents . result in volumetric heating of both the fluid and the walls, and the temperature rises along the flow. As the outside boundaries are thermally insulating, the temperature accumulates within the domain. .. The electric currents are induced in the core, and return via the side layers, Hartmann layers at the walls, and in the walls themselves. If the walls are electrically insulating, the magnitude of the electric currents i~ insufficient to heat up the fluid by more than a few degrees. If the walls are electrically conducting, much stronger currents circulate within the flow. It is shown that in the Hartmann flow and fully developed flow model in rectangular duct with electrically conducting walls, the temperature along the flow at the fluidHartmann wall interface may rise by over 100°C over a distance of about 180 values of the characteristic length, which is roughly the total length of the blanket. This is a sufficiently high value to be taken into account in blanket design. The Joule heating effect in the Hartmann flow, in the fully developed rectangular duct MHD flow and in the three-dimensional rectangular duct MHD flow is compared. It is shown that the Joule heating effect is strongly dependent on the wall conductance ratio, the Hartmann number and the average velocity of the fluid. A detailed investigation of the effect of these parameters on the resulting rise of temperature has been performed. The investigation shows that the Joule heating effect may be a significant factor for the development of the fusion blanket not employing insulating coatings. Finally, the effects to be expected for the electrical conductivity dependent a temperature in duct flows are outlined.
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Wandt, Christoph. "Development of a Joule-class Yb." Diss., Ludwig-Maximilians-Universität München, 2014. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:19-172162.
Full text
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Silva, Fabio Cesar Siqueira da. "Formação de nanoestruturas magnéticas por aquecimento Joule." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278229.
Full textAbstract:
Orientador: Marcelo KnobelTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-07-26T19:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioCesarSiqueirada_D.pdf: 1575771 bytes, checksum: aedeb8f599f29d9b404e115c6e82444d (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: Nesta tese discutimos os processos de formação e controle de nanoestruturas magnéticas nas ligas binárias de composição Cu90Co10 e Cu85Co15 e na liga amorfa de composição Fe86Zr7Cu1 B6 através da técnica de tratamento térmico por aquecimento Joule. Duas formas de ministrar o aquecimento Joule são apresentadas: através da aplicação direta da corrente de tratamento e por variação linear da corrente de tratamento. Também discutimos os efeitos das nanoestruturas formadas nas propriedades magnéticas dos materiais acima mencionados com ênfase nas aplicações técnicas destes materiais. Em particular, estudamos em detalhe o efeito da distribuição de tamanho dos grâos nanocristalinos e das interações entre eles. As conclusões se baseiam em resultados de medidas estruturais (difração de raio-X e microscopia eletrônica de transmissão e magnéticas (curvas de histerese, magnetotransporte, susceptibilidade AC) além de simulações numéricas usando modelos da literatura e desenvolvidos no nosso grupo
Abstract: In this thesis, we discuss the processes of formation and control of magnetic nanostructures in binary alloys of composition Cu90 Co10 and Cu85 Co15, and in the amorphous alloy of composition Fe86 Zr7 Cu1 B6 through thermal annealing using the Joule heating technique. We present two diferent ways to control the Joule heating: by directly applying the annealing current, and through linearly varying the applied current. Also, we discuss the effects of the nanostructures on the magnetic properties of the above mentioned materials always stressing the importance of these properties for technical applications. In particular, we studied, in detail, the effect of the grain size distribution and the interaction between grains. The conclusions are based on structural (X-ray diraction, and transmission electron microscopy), and magnetic (hysteresis curves, magnetotransport, and AC susceptibility) measurements. We also performed numerical simulations using existing models and new models developed in our grou
Doutorado
Física
Doutor em Ciências
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Siedentopf, Sandra [Verfasser], and Reinhard [Akademischer Betreuer] Szibor. "Untersuchungen zum Verletzungspotential handelsüblicher Soft-Air-Waffen mit einer Geschossenergie zwischen 0,08 Joule und 0,5 Joule / Sandra Siedentopf. Betreuer: Reinhard Szibor." Magdeburg : Universitätsbibliothek, 2015. http://d-nb.info/1079273174/34.
Full text
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Machate, Malgorzata S. "Joule heat effects on reliability of RF MEMS switches." Link to electronic thesis, 2003. http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Available/etd-1007103-115232/.
Full text
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Hasbach, Ximena. "Natural carbonaceous materials for use in transparent Joule heaters." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2019. https://hdl.handle.net/1721.1/122181.
Full textAbstract:
Thesis: S.B., Massachusetts Institute of Technology, Department of Materials Science and Engineering, 2019Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (page 35).
Natural carbonaceous materials have the potential to be used in a new class of more economically and environmentally sound electronic devices due to their tunable conductivity as well as robust mechanical and thermal properties. This study aims to explore the potential of steam cracker tar (SCT), a byproduct of ethylene production, for use in conductive applications, specifically transparent Joule heaters. The SCT was made into thin films using both rod-rolling and spray-coating methods. After the superior uniformity of the rod-rolled films was observed, a 2 laser cutter was used to anneal the rod-rolled films with the intention of increasing their sp² content and thus improving their conductivity. First the power and then the z-defocusing of the laser were varied, and the ability of the resulting films to heat was tested with an applied voltage. To test the conductivity and heating capabilities of the annealed SCT films, 60 volts were applied, the current measured, and the number of degrees heated measured with a thermal camera software. A combination of Raman spectroscopy and profilometry was used to characterize the films. The film with the best heating capabilities was found to be the one annealed with 8% laser power and 0.2 inch z-defocus. This film was observed to heat to 35 degrees Celsius, and was demonstrated to efficiently de-ice a frozen sheet of tempered glass. Future work in this study will focus on finding ways to improve conductivity in SCT films with better transparency.
by Ximena Hasbach.
S.B.
S.B. Massachusetts Institute of Technology, Department of Materials Science and Engineering
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Barabadi, Banafsheh. "Transient Joule heating in nano-scale embedded on-chip interconnects." Diss., Georgia Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1853/51786.
Full textAbstract:
Major challenges in maintaining quality and reliability in today’s microelectronics devices come from the ever increasing level of integration in the device fabrication, as well as the high level of current densities that are carried through the microchip during operation. In order to have a framework for design and reliability assessment, it is imperative to develop a predictive capability for the thermal response of micro-electronic components. A computationally efficient and accurate multi-scale transient thermal methodology was developed using a combination of two different approaches: “Progressive Zoom-in” method and “Proper Orthogonal Decomposition (POD)” technique. The proposed technique has the capability of handling several decades of length scale from tens of millimeter at “package” level to several nanometers at “interconnects” level at a considerably lower computational cost, while maintaining satisfactory accuracy. This ability also applies for time scales from seconds to microseconds corresponding to various transient thermal events. The proposed method also provides the ability to rapidly predict thermal responses under different power input patterns, based on only a few representative detailed simulations, without compromising the desired spatial and temporal resolutions. It is demonstrated that utilizing the proposed model, the computational time is reduced by at least two orders of magnitude at every step of modeling.
Additionally, a novel experimental platform was developed to evaluate rapid transient Joule heating in embedded nanoscale metallic films representing buried on-chip interconnects that are not directly accessible. Utilizing the state-of-the-art sub-micron embedded resistance thermometry the effect of rapid transient power input profiles with different amplitudes and frequencies were studied. It is also demonstrated that a spatial resolution of 6 µm and thermal time constant of below 1 µs can be achieved using this technique. Ultimately, the size effects on the thermal and material properties of embedded metallic films were studied. A state-of-the-art technique to extract thermal conductivity of embedded nanoscale interconnects was developed. The proposed structure is the first device that has enabled the conductivity measurement of embedded metallic films on a substrate. It accounts for the effect of the substrate and interface without compromising the sensitivity of the device to the thermal conductivity of the metallic film. Another advantage of the proposed technique is that it can be integrated within the structure and be used for measurements of embedded or buried structures such as nanoscale on chip interconnects, without requiring extensive micro-fabrication. The dependence of the thermal conductivity on temperature was also investigated. The experimentally measured values for thermal conductivity and its dependence on temperature agree well with previous studies on free-standing nanoscale metallic bridges.
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Daguilh, Thad. "A joule heating mechanism for high-speed fused filament fabrication." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2019. https://hdl.handle.net/1721.1/123262.
Full textAbstract:
Thesis: S.B., Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering, 2019Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (page 31).
Extrusion-based additive manufacturing, known as fused filament fabrication (FFF), is one the most accessible methods of rapid prototyping, capable of handling a wide variety of engineering thermoplastics. Productivity limitations hinder the further application of FFF to both prototyping and production. An FFF system consists of three synchronized processes: heat conduction into the feedstock, gantry speed, and extrusion of the feedstock by a pinch wheel mechanism. Each one of these processes can become a rate-limiting factor for prints. This work explores resistive joule heating as a method to increase heat transfer into an electrically conductive composite feedstock. This requires usage of an electrically insulating liquefier in order to co-locate both conduction and joule heating. A prototype mechanism was designed and fabricated including an anodized aluminum liquefier capable of printing. This was tested and no significant difference in print times were noted because of a failure in the system due to a current jump around the joule heating section. Although physical tests were not a success, a LabVIEW VI was created for future testing. In addition, modeling was performed to conclude that a 2.85mm PLA filament would be used in the range of 80-100V and 0.2-0.25A with a joule heating length of 0.75cm in the system in order to reach an extrusion rate of 200 cm³ /hr.
by Thad Daguilh.
S.B.
S.B. Massachusetts Institute of Technology, Department of Mechanical Engineering
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Goloubev, Dmitri. "Kühlung eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers mit einer Gemisch-Joule-Thomson-Kältemaschine." [S.l. : s.n.], 2003. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=972368957.
Full text
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Goloubev, Dmitri. "Kühlung eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers mit einer Gemisch-Joule-Thomson-Kältemaschine." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2004. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1095838519812-78347.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich nach der Analyse und Optimierung der Stromzuführungen auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau, hauptsächlich mit der Untersuchung einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade als Kälteversorgungssystem eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers. Unter einem Kurzschlussstrombegrenzer versteht man einen veränderlichen elektrischen Widerstand, welcher, gegebenenfalls in Serie mit konventionellen, mechanischen Stromunterbrechern, direkt in den zu schützenden Stromkreis eingebaut ist. Als veränderlicher elektrischer Widerstand kann z.B. ein supraleitendes Element verwendet werden. Im normalen Betriebsfall setzt dieser dem fließenden Strom praktisch keinen Widerstand entgegen. Die Dimensionierung wird so gewählt, dass im Falle eines Überstroms ein rascher Übergang in den normalleitenden Zustand erfolgt. Durch den nun vorhandenen Widerstand wird der Stromfluss sehr effektiv begrenzt, bis beispielsweise nachgeschaltete mechanische Schutzeinrichtungen ansprechen. Sobald dies erfolgt ist, kann der Supraleiter regenerieren und in den Ausgangszustand zurückkehren. Die Verwendung von HTSL-Material als Supraleiter erscheint hier höchst vorteilhaft, da damit ein Arbeiten auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau erlaubt wird. Ein entscheidender Punkt für die erfolgreiche Einführung der HTSL-FCL ist die Bereitstellung einer geeigneten Kälteversorgung. Dies kann entweder durch regelmäßiges Nachfühlen mit flüssigem Stickstoff oder durch den Einsatz einer Kältemaschine zur Stickstoffrekondensation realisiert werden. Beim Einsatz einer Kältemaschine hat man einen von der Stickstoffnachlieferung unabhängigen Betrieb mit geschlossenem Kühlsystem. Die Energiedissipation in dem HTSL-Element selbst ist unter Normalbedingungen vernachlässigbar klein. Für die Auslegung des Kühlsystems ist von Bedeutung, dass der größte Teil der Wärmelast durch die metallischen Stromzuführungen verursacht wird. Die Auslegung des Kühlsystems muss sich daher an der thermodynamischen Analyse der Stromzuführungen orientieren. Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Analyse von Kühlmethoden für solche Stromzuführungen hinsichtlich ihrer Effektivität und Wirtschaftlichkeit. Ein neues Kühlsystem auf der Basis einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade wird vorgeschlagen als Alternative zu den derzeit in Frage kommenden Kühltechniken. Es wurde folgende Vorgehensweise gewählt: 1. Verschiedene Kühlmethoden zur Kühlung von SZF werden aufgeführt und thermodynamisch bewertet. 2. Kühlsysteme, basierend auf einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade, werden vorgeschlagen und deren Charakteristika mittels numerischer Simulation bestimmt. 3. Ein auf der Basis einer Gemisch-Kältemaschine gebauter Stickstoffverflüssiger wird in Betrieb genommen und getestet. 4. Die Funktion und die Effektivität der Gemisch-Stickstoff-Kaskade zur Kühlung der Stromzuführungen werden bewertet. 5. Zugehörige Kühlsysteme auf der Basis verschiedener Kühltechniken werden analysiert 6. In einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden die Kühlsysteme einander gegenübergestellt Insgesamt kann als Ergebnis festgehalten werden, dass der Einsatz der vorgestellten Gemisch-Stickstoff-Kaskadenanlagen zur Kälteversorgung im vorgestellten Anwendungsfall eine durchaus wettbewerbsfähige, voraussichtlich sogar überlegene Alternative zu den sonst verfügbaren Methoden darstellt.
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Goloubev, Dmitri. "Kühlung eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers mit einer Gemisch-Joule-Thomson-Kältemaschine." Doctoral thesis, Technische Universität Dresden, 2003. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A24374.
Full textAbstract:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich nach der Analyse und Optimierung der Stromzuführungen auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau, hauptsächlich mit der Untersuchung einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade als Kälteversorgungssystem eines resistiven HTSL-Kurzschlussstrombegrenzers. Unter einem Kurzschlussstrombegrenzer versteht man einen veränderlichen elektrischen Widerstand, welcher, gegebenenfalls in Serie mit konventionellen, mechanischen Stromunterbrechern, direkt in den zu schützenden Stromkreis eingebaut ist. Als veränderlicher elektrischer Widerstand kann z.B. ein supraleitendes Element verwendet werden. Im normalen Betriebsfall setzt dieser dem fließenden Strom praktisch keinen Widerstand entgegen. Die Dimensionierung wird so gewählt, dass im Falle eines Überstroms ein rascher Übergang in den normalleitenden Zustand erfolgt. Durch den nun vorhandenen Widerstand wird der Stromfluss sehr effektiv begrenzt, bis beispielsweise nachgeschaltete mechanische Schutzeinrichtungen ansprechen. Sobald dies erfolgt ist, kann der Supraleiter regenerieren und in den Ausgangszustand zurückkehren. Die Verwendung von HTSL-Material als Supraleiter erscheint hier höchst vorteilhaft, da damit ein Arbeiten auf Flüssigstickstoff-Temperaturniveau erlaubt wird. Ein entscheidender Punkt für die erfolgreiche Einführung der HTSL-FCL ist die Bereitstellung einer geeigneten Kälteversorgung. Dies kann entweder durch regelmäßiges Nachfühlen mit flüssigem Stickstoff oder durch den Einsatz einer Kältemaschine zur Stickstoffrekondensation realisiert werden. Beim Einsatz einer Kältemaschine hat man einen von der Stickstoffnachlieferung unabhängigen Betrieb mit geschlossenem Kühlsystem. Die Energiedissipation in dem HTSL-Element selbst ist unter Normalbedingungen vernachlässigbar klein. Für die Auslegung des Kühlsystems ist von Bedeutung, dass der größte Teil der Wärmelast durch die metallischen Stromzuführungen verursacht wird. Die Auslegung des Kühlsystems muss sich daher an der thermodynamischen Analyse der Stromzuführungen orientieren. Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Analyse von Kühlmethoden für solche Stromzuführungen hinsichtlich ihrer Effektivität und Wirtschaftlichkeit. Ein neues Kühlsystem auf der Basis einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade wird vorgeschlagen als Alternative zu den derzeit in Frage kommenden Kühltechniken. Es wurde folgende Vorgehensweise gewählt: 1. Verschiedene Kühlmethoden zur Kühlung von SZF werden aufgeführt und thermodynamisch bewertet. 2. Kühlsysteme, basierend auf einer Gemisch-Stickstoff-Kaskade, werden vorgeschlagen und deren Charakteristika mittels numerischer Simulation bestimmt. 3. Ein auf der Basis einer Gemisch-Kältemaschine gebauter Stickstoffverflüssiger wird in Betrieb genommen und getestet. 4. Die Funktion und die Effektivität der Gemisch-Stickstoff-Kaskade zur Kühlung der Stromzuführungen werden bewertet. 5. Zugehörige Kühlsysteme auf der Basis verschiedener Kühltechniken werden analysiert 6. In einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden die Kühlsysteme einander gegenübergestellt Insgesamt kann als Ergebnis festgehalten werden, dass der Einsatz der vorgestellten Gemisch-Stickstoff-Kaskadenanlagen zur Kälteversorgung im vorgestellten Anwendungsfall eine durchaus wettbewerbsfähige, voraussichtlich sogar überlegene Alternative zu den sonst verfügbaren Methoden darstellt.
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Baker, Nathaniel T. "Dynamique de la turbulence partiellement 2D / partiellement 3D : une étude expérimentale et théorique dans le cadre MHD à bas-Rm." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI005.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de clarifier le rôle de la composante rotationnelle de la force de Lorentz dans sa capacité à imposer la topologie, et la dynamique des écoulements turbulents MHD à bas Rm, confinés par des parois rigides et électriquement isolantes. Le travail présenté ici se scinde en deux parties : D'une part une étude théorique effectuée dans un cadre faiblement inertiel, d'autre part une étude expérimentale d’écoulements turbulents pleinement développés. L’étude théorique porte sur un vortex isolé, stationnaire et axisymétrique, confiné entre deux parois rigides et électriquement isolantes, perpendiculaires à un champ magnétique uniforme. Grâce à un développement asymptotique des équations de Navier-Stokes, valable quel que soit le nombre de Hartmann, nous montrons que la dimensionnalité topologique de l’écoulement de base ne dépend que d'un seul paramètre. Ce paramètre en question compare en fait la distance sur laquelle la partie rotationnelle de la force de Lorentz est capable d'agir dans la direction du champ magnétique, avant d’être contrée par les effets visqueux. Cette étude met en lumière deux mécanismes inertiels capables d'engendrer une composante de la vitesse dans la direction du champ magnétique au premier ordre, en introduisant des recirculations dans le plan méridional : du pompage d'Ekman direct ou inverse. Un dispositif expérimental à également été construit durant ce projet, afin d’étudier la dynamique d’écoulements turbulents de métaux liquides soumis à des champs magnétiques intenses. La turbulence stationnaire engendrée par ce dispositif était forcée électriquement en imposant un courant continu à travers une matrice carrée et periodique d’électrodes d'injection. Grâce à ce dispositif, nous avons montré que les statistiques des fluctuations turbulentes étaient raisonnablement homogènes et axisymétriques, malgré un forçage inhomogène et anisotrope. Nous confirmons également, en comparant les densités d’énergie cinétique turbulentes mesurées le long des parois perpendiculaires au champ magnétique, que les processus physiques en jeu dans le domaine inertiel 3D de la turbulence MHD confinée à bas Rm sont bien la composante rotationnelle de la force de Lorentz d'une part, et les transferts inertiels d'autre part. Grâce à une étude statistique dans l'espace des échelles, nous montrons que la cinématique de la turbulence forcée dans notre expérience suit en fait une loi universelle qui ne dépend que de deux longueurs caractéristiques. Premièrement, l’échelle d'injection, dans la direction perpendiculaire au champ magnétique. Deuxièmement, le rayon d'action de la force de Lorentz avant d’être contrée par les effets inertiels, dans la direction parallèle au champ. Nous prouvons que le rapport entre cette dernière longueur caractéristique et la hauteur de l'enceinte expérimentale permet de différencier les structures turbulentes cinématiquement quasi-2D de celles qui sont cinématiquement 3D. En calculant directement le flux d’énergie cinétique turbulente perpendiculaire à travers les échelles horizontales, nous montrons que ce dernier est toujours dirigé vers les grandes échelles. Ce quel que soit la dimensionnalité des échelles en question. Autrement dit, une cascade inverse d’énergie perpendiculaire peut exister sans pour autant que les structures turbulentes associées soient quasi-2DThis thesis aims at clarifying the role of the solenoidal component of the Lorentz force in fixing the topological dimensionality, and the ensuing dynamics of low-Rm MHD turbulent flows confined between electrically insulating and no-slip Hartmann walls. The work presented here breaks down into two main parts: An analytical investigation carried out in the weakly inertial limit on the one hand, and an experimental study of fully developed turbulence on the other hand. The analytical investigation was performed on a single steady and axisymmetric electrically driven vortex confined between no-slip and electrically insulating walls perpendicular to a uniform magnetic field. Thanks to an asymptotic expansion valid for any Hartmann number, we showed that the topological dimensionality of the leading order is fully imposed by a single parameter, which compares the distance over which the Lorentz force is able to act in the direction of the magnetic field, before it is balanced out by viscous friction. This study highlights two inertial mechanisms capable of introducing a third velocity component in the direction of the field, by means of recirculations in the meridional plane: direct and/or inverse Ekman pumping. An experimental platform was designed and built from the ground up during this project, to investigate the dynamics of liquid metal turbulence subject to extreme magnetic fields. The turbulence sustained in our experiment was forced electrically by imposing a DC current through a square periodic array of electrodes. Thanks to this setup, we showed that the statistics of the turbulent fluctuations were homogeneous and axisymmetric to a satisfactory level, despite the forcing mechanism being inhomogeneous and anisotropic. By comparing the energy densities measured along the walls perpendicular to the magnetic field, we confirm that the physical processes at stake in the 3D inertial range of wall-bounded MHD turbulence at low-Rm are the solenoidal component of the Lorentz force on the one hand, and inertia on the other hand. Thanks to a statistical analysis in scale space, we show that their exists a universal law imposing the kinematics of turbulent structures in our experiment, which turns out to be fully described by only two lenghtscales. First, the forcing scale in the direction perpendicular to the magnetic field. Second, the range of action of the Lorentz force before it is balanced out by inertial transfers, in the direction parallel to the field. We prove that the ratio of this latter scale over the height of the channel in fact segregates kinematically quasi-2D from kinematically 3D turbulent structures. By computing the actual flux of perpendicular turbulent kinetic energy along perpendicular scales, we show that it always flows towards larger turbulent scales regardless of their topology. In other words, we show that the existence of an inverse cascade of perpendicular kinetic energy does not necessarily require perpendicular turbulent scales to be topologically quasi-2D in the inertial range
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Allen, Robert William. "The reciprocating joule cycle engine for micro combined heat and power applications." Thesis, University of Plymouth, 2008. http://hdl.handle.net/10026.1/2683.
Full textAbstract:
Micro CHP has been identified as a means of reducing the carbon dioxide emissions from household energy consumption. Large scale field trials undertaken in the UK, with systems internal to a single dwelling and based on Stirling engines, were disappointing because of the low thermal efficiencies of such engines. Alternative engines/devices with higher thermal efficiencies are currently being evaluated in Japan but such systems are external to the dwelling. The reciprocating Joule cycle engine is proposed as an engine for a micro CHP system because of its potential to be more thermally efficient than a Stirling engine and at least as thermally efficient as an internal combustion engine. Such an engine has not previously been analysed in detail nor is there any information that such an engine has been built and operated, particularly at power output levels below 5 kW. Mathematical modelling of the RJC engine is used to determine power outputs and efficiencies taking into account frictional, thermal and pressure losses. Such modelling indicated an engine with a maximum thermal efficiency of 33% making it suitable for micro CHP applications. When the individual models are combined to model a CHP system, and using the engine exhaust heat to preheat the combustion air, an overall maximum system efficiency of 79% was indicated.
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Carneiro, Alessandro de Souza. "Localização de corrente e efeito Joule em manganitas com ordenamento de carga." Universidade de São Paulo, 2005. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-14052009-075130/.
Full textAbstract:
Este trabalho contempla um estudo sistemático das propriedades elétricas de óxidos cerâmicos a base de manganês. Ênfase foi dada a sistemas onde uma correlação forte entre os graus de liberdade de carga, spin e rede com ordenamento orbital resultam em um estado fundamental heterogêneo, devido a uma separação de fases. Com esse objetivo, foram preparadas amostras policristalinas e monocristalinas de Nd0.5Ca0.5Mn1-xCrxO3, 0.0 x 0.07. A caracterização destas amostras, via medidas de transporte elétrico (T) e de susceptibilidade magnética (T), revelou a ocorrência de uma temperatura de ordenamento de carga CO em TCO 250 K e que uma substituição pequena de Mn por Cr resulta na supressão desse estado CO, induzindo uma transição de fase do tipo metal-isolante (MI) no sistema. Concomitantemente a esta transição MI observa-se uma transição de fase do estado paramagnético PA isolante para um estado ferromagnético FM metálico em TMI ~ TC ~ 140 K. A análise combinada dos resultados experimentais de resistividade elétrica (T,H), magnetização (T) e de espectroscopia de impedância Z(,T) revelaram uma coexistência e competição entre fases na determinação do estado fundamental dessas manganitas. Tal competição foi observada ocorrer em uma larga faixa de temperatura, ou seja, abaixo da temperatura TCO 250 K até a mais baixa temperatura estudada de 1.4 K. Os dados também permitiram concluir que a natureza do estado fundamental desses materiais compreende de uma mistura de fases isolantes entre as temperaturas TCO 250 K e TMI ~ TC ~ 140 K. Por outro lado, e abaixo de TMI, o estado fundamental do sistema pode ser visualizado como sendo composto de uma fina mistura de duas fases: uma com ordenamento de carga e orbital (CO/OO) e de caráter isolante e uma outra ordenada ferromagneticamente FM e com características metálicas. A natureza deste estado fundamental heterogêneo foi confirmada através de medidas de relaxação da resistência elétrica (T,t) obtidas nas duas regiões de temperatura acima citadas. Os dados de (T,t) ainda permitiram concluir que o estado fundamental desses materiais além de heterogêneo é dinâmico, como esperado em um cenário de separação de fases. Uma outra característica desse estado heterogêneo, notadamente abaixo de TMI, é que o mesmo responde de forma não convencional a estímulos diversos, incluindo grandes excitações de corrente elétrica aplicada I. Nesse contexto, a natureza heterogênea do estado CO para T < TCO, bem como da coexistência de fases CO e FM em T < TMI foi provada via um estudo sistemático das propriedades de transporte e magnetização usando diferentes intensidades de corrente elétrica aplicada em medidas de (T,I), M(T,I) e através de curvas características V-I. A observação de fenômenos não lineares, principalmente em curvas características V-I, indicou que os mesmos são precursores de transições de fase abruptas, quando altas densidades de corrente são aplicadas nos materiais. Os dados também permitiram concluir que a corrente elétrica não é distribuída homogeneamente neste estado fundamental heterogêneo. Isto implica em uma localização de corrente e conseqüente efeito Joule dentro do material. A dissipação devido ao efeito Joule é responsável por um auto-aquecimento do material e pode ser suficiente para induzir transições de fase devido ao aumento de temperatura da amostra. A aplicação de um modelo simples de dissipação de calor aplicado aos dados experimentais indicam que o fenômeno de localização de corrente e efeito Joule são fundamentais para o entendimento de transições de fase induzidas por corrente elétrica nessas manganitas.A systematic study of the electrical properties in doped manganese oxides is presented. Special attention was given to compositions where the strong correlation between charge, spin, and lattice degrees of freedom with orbital ordering resulting in a heterogeneous ground state leads to phase separation. To do this work, polycrystalline and monocrystalline Nd0,5Ca0,5Mn1-xCrxO3, 0,0 x 0,07 samples were prepared. The results obtained through electrical transport (T) and, magnetic susceptibility (T) have revealed the occurrence of charge ordering at TCO 250 K. A small partial substitution of Mn by Cr results in a suppression of the long range charge ordering state and induces both a magnetic from paramagnetic PA to ferromagnetic FM and a electronic from insulating to metallic phase transition at TMI ~ TC ~ 140 K. A combined analysis of the experimental results performed through (T,H), (T), and impedance spectroscopy Z(,T) revealed the coexistence of competing phases in the ground state of these manganites. Such a competition has been found in a large temperature range, from TCO 250 down to 1,4 K. In addition, it is suggested that the ground state comprises a delicate mixture of insulating phases between TCO 250 K e TMI ~ TC ~ 140 K. On the other hand, below TMI, the ground state can be visualized as comprised of two phases: (1) insulating charge orbital ordering (CO/OO) and (2) ferromagnetic metallic phases. The nature of this heterogeneous ground state was confirmed through relaxation measurements (T,t) performed in both temperature intervals cited above. The data indicated that besides to be heterogeneous this ground state is dynamical, as expected in the phase separation scenario. Moreover, this ground state responds in an unconventional fashion when the system is stimulated by electrical current, notably below TMI. Within this context, the heterogeneous nature of the CO state for T < TCO, and the coexistence of CO and FM phases for T < TMI, were studied through magnetic and electrical measurements using electrical current of different magnitude (T,I), M(T,I) and characteristic V-I curves. The non-linear phenomena are precursors of the very sharp transition when high electrical current density is applied. The data also allows to conclude that the electrical current is not homogeneously distributed throughout the sample in this ground state. Differently, the electrical current is localized in thin channels bringing about a large self-heating Joule effect. We argue that the dissipation due to Joule effect is responsible for the self-heating which in turn is large enough to induce phase transition due to the temperature raise. The application of a simple heat dissipation model to the experimental data reveals that both the electrical current localization phenomenon and the Joule effect are very important to the understanding of the current-induced phase transition in these manganites.
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Lara, Marro Gloria del Pilar. "Estudio de factibilidad de sintetizar carburo de silicio biomórfico mediante efecto Joule." Tesis, Universidad de Chile, 2009. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/103563.
Full textAbstract:
El estudio del carburo de silicio biomórfico en los últimos años, se ha centrado en los
tipos de impregnación utilizados y la metodología aplicada para mejorar la eficiencia de
ésta. El calentamiento es similar entre los distintos casos y se desarrolla en hornos de alta
temperatura. El presente trabajo de título aborda esta situación y resuelve, mediante una
acción de innovación, incursionar en el área y utilizar un efecto termoeléctrico empleado
comúnmente en la industria para generar temperatura, en la investigación y desarrollo del
carburo de silicio biomórfico.
El objetivo general del presente trabajo de título es estudiar la factibilidad de obtener
carburo de silicio biomórfico a partir de muestras de madera pirolizadas y sin pirolizar,
impregnadas preferentemente con sílice, utilizando calentamiento por efecto Joule.
Se prepararon probetas de madera pirolizada y sin pirolizar, que posteriormente fueron
impregnadas, de preferencia, con sílice. También se probó el caso de impregnación con
silicato de sodio. Después de ensayar distintas metodologías de impregnación, se decidió
someter las muestras a vacío y luego sumergirlas en la solución a presión. Terminado este
procedimiento se calentaron con efecto Joule durante tres horas aproximadamente donde
se midieron temperaturas del orden de 1350°C. Las muestras tratadas presentaron carburo
de silicio visible en los extremos positivos, de acuerdo a como se instalaron. Esto se atribuye
a otros fenómenos termoeléctricos que se presentaron en las muestras, como lo son el
efecto Thomson y el efecto Peltier.
Pese a que ninguna de las muestras sometidas al proceso de impregnación y
calentamiento por efecto Joule se convirtió 100% en carburo de silicio, los resultados
del análisis de difracción de rayos X indican presencia de carburo de silicio en todas las
muestras a las que se le realizó el calentamiento. Este análisis también reveló la existencia
de carbono amorfo, lo cual era esperable.
Se concluye que es factible obtener carburo de silicio biomórfico a partir de probetas
de madera pirolizadas y sin pirolizar, impregnadas son sílice y calentadas por efecto Joule.
Los resultados de la impregnación con silicato de sodio se consideran promisorios. Se
recomienda mejorar la instalación para el calentamiento.
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Nait-zerrad, Hamide. "Microscopie thermo-élastique utilisant l'effet Joule : application à l'imagerie de composants électroniques." Besançon, 1991. http://www.theses.fr/1991BESA2026.
Full text
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Trollier, Thierry. "Réfrigération cryogénique par cycle de Joule-Thomson utilisant des mélanges de gaz." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0047.
Full textAbstract:
Une des principales applications de la refrigeration cryogenique par cycle de joule-thomson consiste au refroidissement, dans la gamme 80-100 k, de detecteurs infrarouges ou de composants electroniques, au sol ou embarques. Pour ce type d'application, la simplicite technologique et la robustesse des mini-refroidisseurs utilises en circuit ouvert a l'atmosphere (alimentation a partir de reservoirs de gaz comprime) sont gages de fiabilite. Cependant, l'efficacite mediocre du cycle, due a une consommation specifique ainsi qu'un rapport de pressions hp/bp eleves, le rend inadapte aux applications necessitant une forte autonomie. L'amelioration des performances du refroidisseur (puissance frigorifique specifique et temps de mise en froid) est possible grace a l'utilisation de melanges gazeux azote-hydrocarbures plus performants que les gaz purs habituellement employes dans cette gamme de temperature. La reduction de la pression d'alimentation occasionnee permet alors le developpement de refrigerateurs autonomes, avec une efficacite thermodynamique et une fiabilite accrues. L'approche theorique met en uvre l'equation d'etat de peng-robinson, permettant de traduire le comportement des melanges gazeux a forte pression et a basse temperature. Les resultats experimentaux obtenus sur un refrigerateur prototype sont en bon accord avec la theorie. Ils sont egalement tres encourageants puisqu'une capacite de refrigeration comparable a celle de l'azote a une pression d'entree de 100 a 130 bars a pu etre atteinte grace a des melanges gazeux azote-methane-ethane-propane specifiques avec des pressions aussi basses que 30 a 40 bars, a une temperature tres voisine de celle de l'azote liquide (80-82 k)
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Shimizu, H., K. Kato, Y. Yokomizu, T. Matsumura, and N. Murayama. "Resistance rise in Bi2223 superconducting bulk after normal transition due to overcurrent." IEEE, 2001. http://hdl.handle.net/2237/6782.
Full text
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Kermorvant, Julien. "Dissipation par effet Joule en régime hyperfréquence dans les supraconducteurs à haute température critique." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604160.
Full textAbstract:
Ces travaux portent sur un sujet d'intérêt commun à la physique fondamentale et à la physique appliquée. La stratégie du travail est d'utiliser les matériaux supraconducteurs à haute température critique (SHTc), destinés à une application dans des dispositifs pour la télécommunication, ainsi que les prototypes eux-mêmes de ces dispositifs, en tant qu'échantillons dans des études fondamentales portant sur la dissipation dans le régime des hyperfréquences (hf). On a ainsi pu avancer dans la compréhension du comportement non-linéaire des supraconducteurs dans cette partie du spectre électromagnétique, et, en même temps, développer des stratégies pour l'amélioration des dispositifs. En effet, la dissipation énergétique dans les supraconducteurs entraîne une dégradation du facteur de qualité (lorsqu'il s'agit de filtres ou de résonateurs), et une sévère limitation du nombre de canaux de communication que l'on puisse utiliser dans une certaine bande passante. La dégradation du facteur de qualité de filtres supraconducteurs en YBa2Cu3O7 lorsque ceux-ci sont exposés aux champs électromagnétiques de grande amplitude utilisé dans les télécommunications (GSM, UMTS,...) est due à l'augmentation avec la puissance de la résistance de surface, phénomène pour lequel pléthore d'explications tentatives ont été proposés dans le passé : excitation de quasi-particules par le champ hf, pertes hystérétiques à cause du mouvement des lignes de flux quantifiés, pénétration du flux magnétique hf par de joints de grains, et, enfin, chauffage local de la couche supraconductrice. En utilisant la mesure in-situ de la fréquence de résonance, et par delà, de la constante diélectrique du même résonateur en TiO2 posé sur la couche en YBa2Cu3O7 pour mesurer la résistance de surface, il est montré que dans la plage autour de 10 GHz, c'est l'échauffement local de la couche supraconductrice par le champ électromagnétique hf, et l'augmentation en température qui s'en suit, qui est responsable pour toute non-linéarité observée. Il n'y a donc pas de non-linéarités intrinsèques au supraconducteur qui jouent un rôle : seule la dissipation linéaire et l'effet Joule, avec la prise en compte correcte de la thermique de la couche supraconductrice, permettent de rendre compte des phénomènes. Ce résultat ouvre la voie à de nouvelles stratégies pour l'amélioration de dispositifs hf basés sur des supraconducteurs à haute Tc. Là où les pertes linéaires sont dues aux oscillations nanométrique de lignes de flux présents du à la présence du champ terrestre, l'inclusion d'ouvertures de la taille de quelque dizaine de nm dans la couche pourrait avoir un effet bénéfique. Par ailleurs, un blindage de tout dispositif s'impose. Là ou les pertes sont dues à la nature non-conventionelle de la supraconductivité et l'excitations de quasi-particules proche des nœuds de la bande interdite, on bute sur un problème fondamental. Une extension de cette étude porte sur les résonateurs planaires supraconducteurs. La caractérisation d'une série de résonateurs en YBa2Cu3O7 avec des fréquences propres allant de 500 GHz à 12 GHz montre que dans ce cas aussi, les performances des dispositifs étaient limités par l'échauffement de la couche supraconductrice. A fins de démonstration, une technique est développée ou on utilise un résonateur diélectrique (en TiO2 dans la phase rutile) posé sur le résonateur en YBa2Cu3O7 pour mesurer la température locale du dernier. La résonance de l'YBa2Cu3O7 et du TiO2 sont mesurés à l'aide de deux analyseurs de réseau, fonctionnant dans des plages de fréquence distinctes. Par la modélisation, comme par l'application de la méthode magnéto-optique pour la visualisation directe de la pénétration du flux magnétique dans le résonateur supraconducteur, il est montré que cet échauffement a lieu proche des coins aigus du dispositif, ou la densité de flux et du courant d'écrantage sont exacerbés. Une deuxième version des résonateurs YBa2Cu3O7 où les coins aigus sont éliminés au profit de coins arrondis à permis une amélioration d'un facteur dix de la plage de puissance ou le dispositif peut être utilisé. Cette amélioration a d'ores et déjà été incluse dans une application pour la DGA, et un brevet devrait être déposé.
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Jurns, John M. "Flow of sub-cooled cryogens through a Joule-Thomson device : investigation of metastability conditions." Cleveland, Ohio : Cleveland State University, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=csu1198954696.
Full textAbstract:
Thesis (M.S.)--Cleveland State University, 2007.Abstract. Title from PDF t.p. (viewed on May 8, 2008). Includes bibliographical references (p. 80-82). Available online via the OhioLINK ETD Center. Also available in print.
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Bickel, Robert. "An Experimental Method of Measuring Spectral, Directional Emissivity of Various Materials and Joule Heating." UKnowledge, 2015. http://uknowledge.uky.edu/me_etds/60.
Full textAbstract:
Emissivity is an important parameter in calculating radiative cooling of a surface. In experiments at the NASA Ames hypervelocity ballistic range, one of the main errors indicated in temperature measurements is the uncertainty of emissivity for the materials under investigation. This thesis offers a method for measuring emissivity of materials at elevated temperatures at the University of Kentucky. A test specimen which consists of different sample materials under investigation and a blackbody cavity was heated in a furnace to an isothermal condition at known temperature. The emitted thermal radiation was measured and the comparison of sample and blackbody radiation yielded the desired emissivity. In addition to the furnace measurements, separate experiments were conducted in ambient air to determine how much irradiation is reflected back to the samples from the radiation shield used in the furnace to block undesired ambient radiation. Here, the sample heating was accomplished by applying a direct current across the samples. ANSYS simulations were performed to assist the design and analysis. Experiments were conducted in ambient air and a vacuum environment to verify these simulations.
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Tang, Yunxin. "Investigation of multi-joule TEA CO2 laser based on magnetic-spiker sustainer discharge technology." Thesis, Heriot-Watt University, 1998. http://hdl.handle.net/10399/1995.
Full text
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HOCQUET, THIERRY. "Theorie phenomenologique du transport dans les supraconducteurs de type ii. Effet joule de surface." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066546.
Full textAbstract:
Cette these propose un modele hydrodynamique du transport dans l'etat mixte des supraconducteurs de type ii, prolongement de celui de bekarevitch et khalatnikov pour l'helium ii en rotation. L'etat mixte est traite comme un continuum, et on introduit une correction a l'energie pour tenir compte des singularites que representent les vortex. Cette correction, baptisee correction de cellule, est la variable conjuguee de la densite de vortex dans l'identite thermodynamique. L'equilibre thermodynamique du reseau permet d'abord de relier la correction de cellule a l'aimantation et impose ensuite aux vortex d'arriver perpendiculaires a la surface de l'echantillon. L'existence d'un angle critique a ce niveau rend compte des etats sous-critiques en faisant circuler le courant pres de la surface, dans une zone ou les vortex sont courbes. En regime dissipatif, on trouve que le courant critique continue de circuler pres de la surface, alors que le complement passe en volume. Correlativement, la distribution de la dissipation est la suivante: a l'effet joule uniforme en volume se superpose un effet joule de surface qui vient completer le bilan d'energie. Une experience, basee sur la modulation et la detection des signaux de second son dans l'helium ii, verifie cette prevision
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Spitzig, Alyson. "The importance of Joule heating on the voltage-triggered insulator-to-metal transition in VO₂." Thesis, University of British Columbia, 2017. http://hdl.handle.net/2429/62808.
Full textAbstract:
The large change in resistivity in the material VO₂ has attracted considerable attention since it was first discovered in 1959. Recently, the ability to trigger the insulator-to-metal transition (IMT) with a strong electric field has been observed, but there has been debate about whether the transition is due to field-effects. We apply a voltage bias across a VO₂ thin film via a conductive atomic force microscope (CAFM) tip and measure the resultant current. We observe the IMT as a jump in the measured current in the IV curves. We fit the IV curves to the Poole-Frenkel (PF) conduction mechanism in the insulating state, immediately preceding the IMT. The PF conduction mechanism describes the thermal excitation of electrons into the conduction band in insulators, facilitated by strong electric fields. The PF mechanism is temperature dependent, and we use the temperature dependence to calculate the local temperature of the film before the transition. We directly compare the local electric field and local temperature of the film immediately preceding the IMT. We determine that the transition is not solely due to the applied electric field, but rather that the tip has locally warmed the film close to its IMT temperature through Joule heating.Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate
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Fula, Rojas Manuel Alejandro. "Modélisation thermique, thermodynamique et expérimentation d'un moteur ericsson a air chaud a cycle de joule." Thesis, Pau, 2015. http://www.theses.fr/2015PAUU3055/document.
Full textAbstract:
Avec l'épuisement des ressources naturelles, notamment les sources d’énergies fossiles, les énergies renouvelables sont à nouveau considérées comme une alternative réelle pour la transition énergétique des pays industrialisés.Les moteurs à apport de chaleur externe comme le Stirling et son « cousin » le moteur Ericsson peuvent valoriser de multiples sources -renouvelables ou non- d'énergie thermique. Le moteur Ericsson est ainsi particulièrement bien adapté pour la conversion de l’énergie solaire ou de la biomasse en électricité dans des applications de microcogénération.Cette thèse s’inscrit dans la continuation des travaux théoriques et expérimentaux sur le moteur Ericsson réalisés au LaTEP de l'Université de Pau et des Pays de l'Adour. Dans ce travail, nous nous sommes principalement intéressés auxtransferts thermiques entre le fluide de travail et les parois des cylindres de compression et de détente du moteur. Un premier modèle, global, a permis de déterminer dans quelles conditions ces transferts thermiques peuvent améliorer les performances du système énergétique considéré. Un second modèle, ‘intracycle’, a permis d’évaluer les transfertsthermiques instantanés dans les cylindres à partir des corrélations habituellement utilisées dans les moteurs à combustion interne. Le prototype de moteur Ericsson a alors été équipé de différents capteurs de pression et de températures, ces derniers étant constitués de micro-thermocouples. Les relevés de température instantanée dans lecylindre de compression sont présentés commentés et comparés aux résultats obtenus par le modèle « intracycle »With exhaustion of natural resources, in particular the fossil energy sources, renewable energies are again regarded as a real alternative for the needed energy transition of the industrialized countries. The "hot air engines" like the Stirling engine and his “cousin” the Ericsson engine, can use multiple thermal sources - renewable or not -. The Ericsson engine is thus particularly well adapted for solar or biomass energy conversion in electricity or for microcogeneration purposes. This thesis is a continuation of the theoretical and experimental work on the Ericsson engine realized in the LaTEP of theUniversity of Pau (France). In this work, we are mainly interested in the - in-cylinder - heat transfer between the working gas and the walls of the compression and expansion cylinders of the Ericsson engine. A first original model made possible to determine under which conditions these heat transfers can improve the performances of the energy system considered. A second model, “intracycle”, allowed to evaluate the instantaneous heat transfers in the cylinders starting from the correlations usually used in the internal combustion engines, reciprocating compressors and pneumatic springs. The Ericsson prototype was then equipped with various pressure and temperature gauges, the latter consisting of K-type microthermocouples of 25 and 12,5μm wires. The results of instantaneous temperature measurements in the compression cylinder are presented, commented and compared with the results obtained by the “intracycle” model
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Poulter, Michael Jon. "Solid-state lasers with joule-level pulse energies and kilowatt average powers for industrial applications." Thesis, University of Strathclyde, 2011. http://oleg.lib.strath.ac.uk:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=25465.
Full textAbstract:
The work presented in this thesis is concerned with the development of commercial Nd:YAG laser systems for a number of specific industrial applications. Common to all of these applications is the need to scale toward joule-level pulse energies for adequate light-matter interaction. These applications are unusual in that they also require kilohertz pulse-repetitionfrequencies and therefore kilowatt average powers to enable commercially viable levels of yield and throughput. This thesis begins by defining the specific requirements for each of the target applications. Laser system development begins with the design and characterisation of a laser gain-module, which is continuously-pumped using high-power diode lasers. A number of new and existing engineering design principles are then combined for the optimisation of nanosecond pulse, multi-spatial-mode standing-wave resonators. Pulsing at kilohertz repetition frequency is achieved by acousto-optical Q-switching. A suite of complementary mathematical models is presented that facilitates the design of laser resonators with industrially robust performance. Power-scaling at the fundamental wavelength of 1.064 μm is achieved by implementing a number of master-oscillator power-amplifier arrangements. This leads to average powers of around 1600 W at pulse-repetition-frequencies up to 20 kHz. The industrial laser systems developed produce maximum pulse energies of 0.32 J with 18 ns pulse durations, resulting in peak powers in excess of 18 MW. Unprecedented combinations of pulse energy and average power have also been achieved using intra-cavity second harmonic generation. 520 W average power has been demonstrated at 0.532 μm wavelength with similar pulse durations and repetition frequencies.
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Figué, Jean-François. "Modélisation numérique des écoulements compressibles en milieu poreux : application à la détente de Joule-Thomson." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10750.
Full textAbstract:
La modelisation des transferts energetiques dans les milieux poreux est delicate, notamment lorsque l'ecoulement est compressible. Ceci est principalement du a la connaissance imparfaite des termes de compressibilite et de dissipation visqueuse dans un tel environnement. L'objectif de cette etude est donc la determination qualitative et quantitative de ces termes sources par une methode numerique. Le premier chapitre est consacre a l'etablissement du systeme d'equations necessaires a notre etude. Nous decrivons ensuite la demarche adoptee pour resoudre cet ensemble d'equations dans le cas d'un ecoulement compressible laminaire subsonique. Notre algorithme est valide dans le chapitre suivant au moyen de quatre problemes de mecanique des fluides. Nous abordons alors l'etude d'un milieu poreux modele traverse par du dioxyde de carbone. Les resultats obtenus sont analyses et nous proposons finalement deux equations pour modeliser les termes sources evoques ci-dessus.
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Figué, Jean-François. "Modélisation numérique des écoulements compressibles en milieu poreux : application à la détente de Joule-Thomson." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10721.
Full textAbstract:
La modelisation des transferts energetiques dans les milieux poreux est delicate, notamment lorsque l'ecoulement est compressible. Ceci est principalement du a la connaissance imparfaite des termes de compressibilite et de dissipation visqueuse dans un tel environnement. L'objectif de cette etude est donc la determination qualitative et quantitative de ces termes sources par une methode numerique. Le premier chapitre est consacre a l'etablissement du systeme d'equations necessaires a notre etude. Nous decrivons ensuite la demarche adoptee pour resoudre cet ensemble d'equations dans le cas d'un ecoulement compressible laminaire subsonique. Notre algorithme est valide dans le chapitre suivant au moyen de quatre problemes de mecanique des fluides. Nous abordons alors l'etude d'un milieu poreux modele traverse par du dioxyde de carbone. Les resultats obtenus sont analyses et nous proposons finalement deux equations pour modeliser les termes sources evoques ci-dessus.
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Ricaurte, Ortega Deyanira. "ÉTUDE DU TRAITEMENT DES SILOXANES PAR ADSORPTION SUR MATÉRIAUX POREUX : APPLICATION AU TRAITEMENT DES BIOGAZ." Phd thesis, Université de Nantes, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00462034.
Full textAbstract:
Étude du traitement des siloxanes par adsorption sur matériaux poreux : application au traitement des biogaz Les biogaz sont des mélanges à forte teneur en méthane utilisés dans la production de chaleur ou d'électricité. Ils contiennent des quantités plus ou moins importantes de siloxanes qui sont interdits pour de nombreuses utilisations du biogaz. La possibilité d'élimination des siloxanes par adsorption est étudiée. Une étude en réacteurs statiques permet d'évaluer les capacités d'adsorption des charbons actifs, de zéolithes et du gel de silice. L'influence sur les capacités de traitement des siloxanes, de la présence de CH4, de CO2, de l'humidité, et d'autres composés organiques volatils dans la matrice gazeuse, est étudiée. Des bonnes capacités d'adsorption de certains adsorbants sont retrouvées. Dans les conditions d'adsorption les plus défavorables on obtient une diminution de 20 % sur les capacités d'adsorption. Les capacités de traitement restent modestes. L'influence des conditions opératoires du procédé est étudiée dans le but d'augmenter les capacités de traitement et réduire la quantité d'adsorbant. Les résultats nous ont permis de définir, valider et dimensionner un système de traitement à échelle réduite. Le procédé envisagé consiste en une adsorption sur tissu de carbone activé, alternant avec des phases de régénération thermique. Une unité pilote a permis de réaliser et d'évaluer le vieillissement du procédé. L'ensemble de ce travail laisse entrevoir des possibilités d'applications industrielles du procédé, même si une phase d'essai sur site en conditions réelles est encore nécessaire.
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Feuchter, Manuel Klaus Ludwig [Verfasser]. "Investigations on Joule heating applications by multiphysical continuum simulations in nanoscale systems / Manuel Klaus Ludwig Feuchter." Karlsruhe : KIT Scientific Publishing, 2014. http://www.ksp.kit.edu.
Full text
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Miller, Franklin K. 1970. "The development of a proff of principle superfluid Joule-Thomson refrigerator for cooling below 1 Kelvin." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2005. http://hdl.handle.net/1721.1/30345.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mechanical Engineering, 2005.Includes bibliographical references.
A new type of sub-Kelvin refrigerator, the superfluid Joule-Thomson refrigerator, has been developed and its performance has been experimentally verified. This refrigerator uses a liquid superfluid mixture of He and 4He as the working fluid and depends on the non-ideal-gas-like behavior of the 3He component in this mixture to provide cooling when the mixture is throttled. This work included the design and development of low dissipation valves and a low temperature compressor that were successfully operated at 1.2 K. Analytical and numerical models were developed to predict the performance of the refrigerator and to provide insight to improve and further develop this new technology. The refrigerator achieved an ultimate temperature of 0.68 K when rejecting heat at 1.2 K.
by Franklin k. Miller.
Ph.D.
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Hashemloo, Avazeh. "”HUR MÅNGA JOULE STRÅLAR DU UNDER DIN LIVSTID?” Förekomst och formulering av kontextrika problem i fysikläroböcker." Thesis, Umeå universitet, Institutionen för naturvetenskapernas och matematikens didaktik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-181892.
Full textAbstract:
Införandet av kontextrika problem (KP) i fysikundervisning förväntas öka elevers intresse för ämnet. Ett kontextrikt problem innefattar en anknytning till elevers vardagliga upplevelser och bör/måste även formuleras som en berättelse där eleverna är huvudpersonen och motiveras att själva ta reda på svaret. I och med detta kan införandet av KP vara arbetskrävande för lärare. Syftet med studien är att undersöka i vilken utsträckning fysikläroböcker på gymnasienivå kan fungera som möjliga källor till kontextrika problem, särskilt inom området modern fysik. Resultaten visar att samtliga fysikläroböcker i denna studie endast innehåller ett fåtal problem som i någon mån uppfyller kravet för att vara kontextrika. Till exempel innehåller bara 4 procent av problemen situationer där eleverna är huvudpersonen. Något större andel, nästan 10 procent, av problemen utgår från elevernas verklighet. Det finns dock endast 12 problem i samtliga fysikläroböcker som både anknyter till elevers verklighet och där eleverna är huvudpersonen.
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VERJUS, FABRICE. "Controle electrique de la raideur mecanique par effet joule et application a un micro-gyrometre vibrant." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112034.
Full textAbstract:
Notre travail porte sur la modelisation, la fabrication et la caracterisation de micro-dispositifs mecaniques dont la raideur mecanique est controlee par un courant electrique. Le principe est base sur l'exploitation de l'effet joule : l'echauffement correspondant s'accompagne normalement d'une dilatation thermique. Mais sur des structures doublement encastrees, il y a naissance de contraintes compressives, qui sont a l'origine de la modification de la raideur. L'etude a commence sur des structures en forme de ponts, simples a modeliser de facon analytique. Elle nous ont permis de valider un autre modele, base sur des simulations par elements finis (e. F. ), lequel peut etre applique a des structures plus complexes. Par ailleurs, ces ponts ont ete utilises comme structures de test, d'une part, pour mesurer le module d'young du materiau et d'autre part, pour effectuer des experiences de flambage par actionnement thermique. Le concept du controle electrothermique de la raideur a ensuite ete applique a des micro-gyrometres vibrants, dans le but d'accorder les frequences de resonance de deux modes orthogonaux et d'optimiser ainsi leur sensibilite. De tels gyrometres ont ete realises dans trois technologies ayant pour point commun l'usinage en surface. Elles different par la nature du materiau : silicium monocristallin, silicium polycristallin et cuivre.
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Höijertz, Erik. "Supercoiled Actuators with Liquid Metal Joule Heating : novel miniaturized actuators for pneumatic control of reconfigurable wearables." Thesis, Uppsala universitet, Mikrosystemteknik, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-426008.
Full textAbstract:
Garments serve a number of purposes, from protection and physiological comfort to social and cultural expressions. With the recent developments of active textiles, sensors and actuators with shapes and sizes similar to textiles, the real multifunctional garments have been realized. The functions of such garments can be regulating heat by changing the spacing between the strands of yarn, giving massage or assisting lifting movement by expanding and contracting one or more actuators. This project is a part of a main project targeting on reconfigurable hybrid wearables. The main started from studying possible actuators that could have textile-like properties, where pneumatic actuators were chosen. A model of different forces, strains and braiding angles of a pneumatic actuator sometimes called a McKibben muscle was made. It should be noted that such garments with pneumatic actuators to be functional and applicable each segment needed an external pump. For local actuation, miniaturized servo valves were needed. Hence, study on super coiled actuators (SCAs) was initiated to investigate their potential of controlling the valves for constricting the flow when needed. In this project different SCAs were developed and their performances were recorded. To assist with heating of the SCAs Galinstan and Gallium were used as electric resistors to provide for Joule heating. A contraction of over 19% and an efficiency of 0.29% were achieved but could most likely be improved by optimizing the fabrication and testing process.
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Feuchter, Manuel [Verfasser]. "Investigations on Joule heating applications by multiphysical continuum simulations in nanoscale systems / Manuel Klaus Ludwig Feuchter." Karlsruhe : KIT Scientific Publishing, 2014. http://www.ksp.kit.edu.
Full text
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Juntunen, Eric Andrew. "60 GHz CMOS pico-joule/bit OOK receiver design for multi-gigabit per second wireless communications." Thesis, Atlanta, Ga. : Georgia Institute of Technology, 2008. http://hdl.handle.net/1853/29723.
Full textAbstract:
Thesis (M. S.)--Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology, 2008.Committee Chair: Laskar, Joy; Committee Member: Cressler, John; Committee Member: Tentzeris, Manos. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.
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Beeker-Adda, Nathanaël. "Modélisation et contrôle des ballons d'eau chaude sanitaire à effet Joule : du ballon individuel au parc." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016PSLEM031/document.
Full textAbstract:
Cette thèse s'intéresse au développement de stratégies de décalage de charge pouvant être appliquées à un parc de chauffe-eau Joule (CEJ).On propose une modélisation entrée-sortie du système que constitue le CEJ. L'idée est de concevoir un modèle précis et peu coûteux numériquement, qui pourrait être intégré dans un CEJ intelligent. On présente notamment un modèle phénoménologique multi-période d'évolution du profil de température dans le CEJ ainsi qu'un modèle de la demande en eau chaude. On étudie des stratégies d'optimisation pour un parc de CEJ dont la résistance peut être pilotée par un gestionnaire central. Trois cas de figures sont étudiés. Le premier concerne un petit nombre de ballons intelligents et présente une méthode de résolution d'un problème d'optimisation en temps discret. Puis, on s'intéresse à un parc de taille moyenne. Une heuristique gardant indivisibles les périodes de chauffe (pour minimiser les aléas thermo-hydrauliques) est présentée. Enfin, un modèle de comportement d'un nombre infini de ballon est présenté sous la forme d'une équation de Fokker-PlanckThis thesis focuses on the development of advanced strategies for load shifting of large groups of electric hot water tanks (EHWT).The first part of this thesis is dedicated to representing an EHWT as an input-output system. The idea is to design a simple, tractable and relatively accurate model that can be implemented inside a low-power computing unit embedded in a smart EHWT, for practical applications of optimization strategies. It includes in particular a phenomenological multi-period model of the temperature profile in the tank and a realistic domestic hot water consumption model.The second part focuses on the design of optimal control strategies for a group of tanks. Three use-cases are studied. The first one deals with a small number of smart and controllable EHWT for which we propose a discrete-time optimal resolution method. The second use-case adresses a medium-scale group of controllable tanks and proposes a heuristic which keeps the heating period undivided to minimize thermo-hydraulic hazards. Finally, we present the modelling of the behavior of a infinite population of tanks under the form of a Fokker-Planck equation
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Périlhon, Christelle. "Analyses théorique et expérimentale des cycles Joule-Brayton direct et inversé modifiés par l'utilisation de l'air humide." Orléans, 1992. http://www.theses.fr/1992ORLE2031.
Full textAbstract:
Des procedes fonctionnant suivant le cycle de joule-brayton inverse furent utilises il y a pres d'un siecle pour produire du froid. Tombe en desuetude, ce cycle revient aujourd'hui a l'etude du fait des problemes de pollution. Or l'air ambiant utilise comme fluide frigorigene n'est jamais sec. Les modifications du cycle dues a l'influence de l'humidite sur les caracteristiques de fonctionnement sont mises en evidence. L'humidite influe sur les performances du cycle en les ameliorant. D'autre part, il est possible de concevoir un procede de dessalement fonctionnant suivant le cycle de joule-brayton utilisant l'air humide comme fluide de travail. Sous certaines conditions qui sont precisees, il est possible grace a ce procede de produire de l'eau douce accompagnee d'une faible production d'energie noble
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Yu, Fengdong. "Adsorption de composés organiques volatils sur un monolithe de charbon actif avec régénération thermique par effet joule." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL032N.
Full textAbstract:
Cette étude concerne un procédé intégré de traitement d'un effluent gazeux chargé en Composés Organiques Volatils (COV) sur un monolithe de charbon actif. Il comprend l'adsorption, la désorption électrothermique par effet Joule direct, le refroidissement et la condensation par modules à effet Peltier. Les mesures et modélisations des isothermes d'adsorption mono et biconstituant sur le monolithe sont présentées pour les trois COV (toluène, butanol et acétate d'éthyle) en fonction de la température. Les étapes d'adsorption et de désorption par effet Joule direct sont réalisées expérimentalement. Le monolithe permet de capturer efficacement les COV dans l'étape d'adsorption. La régénération par effet Joule permet une désorption efficace des COV qui sortent concentrés. La puissance électrique appliquée varie avec la température et la quantité de COV adsorbé. Un modèle est proposé qui permet la prédiction des concentrations en sortie de cellule. Les simulations de l'étape de refroidissement montrent qu'elle est surtout limitée par la conductivité thermique du monolithe. La condensation par effet Peltier fonctionne bien pour la récupération des COV.
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Lontsi, Frédéric. "Modélisation dynamique des moteurs thermiques alternatifs à apport de chaleur externe à cycle de Joule : (Moteurs Ericsson)." Pau, 2010. http://www.theses.fr/2010PAUU3014.
Full textAbstract:
Comme le moteur Stirling, le moteur Ericsson est un moteur thermique volumétrique alternatif à apport de chaleur externe. Il se distingue du moteur Stirling par le fait qu'il fonctionne selon un cycle thermodynamique de Joule. Le moteur Ericsson, dont deux configurations sont considérées dans cette étude, est particulièrement intéressant pour la conversion d'énergie solaire de petite puissance et la microcogénération à partir de combustibles fossiles ou de la biomasse. Le modèle dynamique de cette machine, objet de ce travail, est développé en vue d'en vérifier la stabilité de fonctionnement et de maîtriser son comportement dans les phases transitoires. Les modèles sont implémentés dans une plate-forme Matlab/Simulink. Le réglage optimal des soupapes du cylindre de détente ainsi que les paramètres caractéristiques du moteur sont déterminés. Ces résultats permettent d'anticiper les éventuelles difficultés liées aux transitoires et aux variations de charge, et concourent au développement des stratégies pour les éviter tout en permettant une bonne conduite des installations intégrant ces moteurs. Le moteur modélisé fonctionne en cycle ouvert. Deux configurations ont été modélisées, la première sans échangeur récupérateur, la seconde avec récupérateur. Dans les deux cas, les simulations montrent que le système réagit bien aux perturbations et que le fonctionnement du moteur simulé se stabilise après des phases transitoires de durées et d’impacts variables, selon le type de perturbation provoquéeAs the Stirling engine, the Ericsson engine is a reciprocating engine run by the help of external heat. But the Ericsson engine operates according to the Joule’s thermodynamic cycles. This engine, for which two configurations are considered in this study, is particularly suitable for the conversion of low power solar energy and micro-CHP from fossil fuels biomass. The dynamic model of this engine that forms the subject of this work is developed in order to explain its transient behaviour. The models are implemented in a Matlab / Simulink platform. The optimal adjustments of the expander valves as well as the characteristic parameters of the engine are determined. These results allow anticipating the possible difficulties connected to the transients and to the variations of load, and contribute to the development of strategies to avoid them, while enabling the correct driving of the installations that use these engines. The modelled engine operates according to an open cycle. Two configurations have been modelled, the first one without, and the second one with a recuperator heat exchanger. In both cases, the simulation results indicate that the system reacts well to disturbances and that the operation of the simulated engine stabilizes after transients phases of variable impacts and durations, according to the type of provoked disturbance
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Duband, Lionel. "Etude et réalisation d'une machine frigorifique à cycle de Joule-Thomson, utilisant un compresseur thermique à adsorption." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10157.
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Etude d'un cryorefrigerateur a cycle joule-thomson, permettant d'atteindre les temperatures de l'helium liquide. Le prerefroidissement de la partie joule-thomson est assure par une machine frigorifique a cycle gifford-mc mahon, dont les performances et les caracteristiques ont ete analyses. La particularite de la boucle joule-thomson est d'utiliser un compresseur thermique cryogenique a adsorption. Ce compresseur n'a pas de pieces mecaniques en mouvement et n'utilise comme seule source d'energie que de l'energie thermique. Les isothermes d'adsorption de l'helium sur le charbon actif a haute pression (0-40 bars) et basse temperature (10-80 k) ont ete mesures. Les resultats obtenus ainsi que les calculs de puissance specifique confirment la fiabilite du circuit. Un prototype a ete realise
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Duband, Lionel. "Etude et réalisation d'une machine frigorifique à cycle de Joule-Thomson, utilisant un compresseur thermique à adsorption." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376046558.
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Nikiforov, Gueorgui Ognianov. "Current-induced Joule heating and electrical field effects in low temperature measurements on TIPs pentacene thin film transistors." Thesis, University of Cambridge, 2013. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.607814.
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Shukla, Sushumna. "Membrane distillation with porous metal hollow fibers for the concentration of thermo-sensitive solutions." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20215/document.
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Cette thèse présente une approche originale du procédé de distillation membranaire avec balayage gazeux pour la concentration des solutions thermosensibles (SGMD). Pour ce faire, un nouveau contacteur membranaire avec des fibres creuses métalliques a été conçu afin réaliser le procédé de distillation à basse température. La chaleur nécessaire au procédé est produite au niveau des fibres par effet Joule, plutôt qu'à partir de chaleur latente de la phase aqueuse. La génération localisée de la chaleur a comme conséquence une réduction du phénomène de polarisation de la température. Des fibres creuses en acier inoxydable ont été synthétisées avec les propriétés structurales appropriées et une bonne résistance mécanique. La surface des pores des fibres a été rendue hydrophobe par le dépôt d'une fine couche d'un élastomère. En outre, une nouvelle méthode « verte » a été développée pour fabriquer des fibres creuses en alumine et acier inoxydable. Cette méthode est basée sur la gélification ionique des bio-polymères et ne n'utilise pas des solvants nocifs. L'étude expérimentale détaillée du SGMD a permis de déterminer l'influence de différents paramètres opérationnels sur les performances du procédé. Il a été démontré que l'effet Joule permet d'améliorer le flux et l'efficacité de la séparation non seulement pour le SGMD mais aussi pour la pervaporationThis thesis presents an original approach for the concentration of thermo-sensitive solutions: the Sweep Gas Membrane Distillation (SGMD) process. A new membrane contactor with metallic hollow fibers has been designed and allows the distillation process to be operational at low temperature. Heat is generated in the fibers by the Joule effect, rather than being supplied as latent heat in the liquid bulk. The localized generation of heat results in a reduction of temperature polarization phenomena. The stainless-steel hollow fiber membranes have been synthetized with appropriate structural properties and sufficient mechanical strength. The pore surface of the fibers has been made hydrophobic by the deposition of a thin layer of an elastomer. Moreover, a novel and green method is presented to fabricate alumina and stainless-steel hollow fibers. This method is based on ionic gelation of a biopolymer and completely avoids the use of harmful solvents. By a detailed experimental study of the SGMD the influence of different operational parameters on the process performance has been investigated. The improvements in the flux and the separation efficiency using Joule effect have been successfully demonstrated, even in the case of pervaporation
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Shimizu, H., Y. Yokomizu, T. Matsumura, and N. Murayama. "Proposal of flux flow resistance type fault current limiter using Bi2223 high T/sub c/ superconducting bulk." IEEE, 2002. http://hdl.handle.net/2237/6785.
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Bennett, William Thomas. "Computational and Experimental Investigations into Aerospace Plasmas." Wright State University / OhioLINK, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wright1212780703.
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BUZAN, GREGOR. "Etude de l'ebullition dans les milieux poreux chauffes par effet joule : application aux generateurs et chaudieres a vapeur d'eau." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0550.
Full textAbstract:
Cette these est consacree a la modelisation et a l'experimentation de l'ebullition dans les milieux poreux chauffes par effet joule. Les phenomenes representes sont l'ecoulement diphasique liquide-vapeur, la gravite, le transfert de chaleur et d'energie et les pertes dues a l'inertie des fluides. Le modele elabore resout les equations du phenomene discritisees en differences finies. Le but principal est d'optimiser les caracteristiques du revetement poreux a utiliser dans la fabrication d'elements chauffants haut-flux pour des chaudieres electriques. Un modele bas-flux pour les generateurs a vapeur d'eau a ete complete sur la base des memes equations fondamentales
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Sossmeier, Kelly Daiane. "Magnetoimpedância como ferramenta para a caracterização magnética de microfios amorfos." Universidade Federal de Santa Maria, 2006. http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9204.
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe possibility of exploring the magnetic properties of amorphous microwires in technological applications has attracted the attention of the scientific community in the last years. Beyond, the magnetoimpedance effect has been established as a powerful tool to study these properties. In this work we show a study of the magnetic properties of Joule heated glasscovered amorphous microwires, CoFeSiB, under applied stress. The stress modifies the anisotropy and the domain structure of the sample being studied by the magnetoimpedance measurements and the FMR dispersion relations. It was established a method to determine the permeability from the magnetoimpedance measurements, valid for a wide frequency range. From the study of the permeability curves parameters associated to the domain walls dynamic can be determined. From the FMR dispersion relations, the value and the direction of the transverse anisotropy field, as well as an estimative of the magnetic domain structure in these microwires were obtained. It can be concluded that the longitudinal anisotropy has the main role in the magnetic behavior of the microwire without stress. Also, it was verified the presence of an inner core with longitudinal anisotropy surrounded by an outer shell with circumferential anisotropy under applied stress. These magnetic configurations can be explained in terms of the frozen stress in the production process of the wire and the additional applied stress.
A possibilidade de explorar as propriedades magnéticas de microfios amorfos em aplicações tecnológicas tem atraído a atenção da comunidade científica nos últimos anos. Além disso, a magnetoimpedância foi estabelecida como uma ferramenta poderosa para estudar estas propriedades. Neste trabalho apresentamos um estudo das propriedades magnéticas de microfios amorfos, CoFeSiB, recobertos por vidro, tratados termicamente e sob aplicação de tensão. A tensão modifica a anisotropia e a estrutura de domínios presente na amostra de tal maneira que podem ser estudadas a partir das medidas de magnetoimpedância e da relação de dispersão de FMR (Ressonância Ferromagnética) extraída delas. Foi estabelecido um método para a determinação da permeabilidade a partir de medidas de magnetoimpedância, válido para uma ampla faixa de freqüências. A partir do estudo dessas curvas de permeabilidade pode-se determinar, por exemplo, parâmetros relativos à dinâmica de paredes de domínios. Do ajuste das relações de dispersão de FMR foram obtidos o valor e a orientação do campo de anisotropia transversal, bem como uma estimativa da estrutura de domínios dos microfios. Destes estudos, concluiu-se que a anisotropia longitudinal domina o comportamento magnético do microfio sem aplicação de tensão. Aplicando-se tensão aos microfios, verificou-se a presença de um núcleo interno com anisotropia longitudinal envolto por uma casca externa com anisotropia circunferencial. Estas configurações magnéticas podem ser explicadas em termos da tensão residual que surge no processo de produção do fio e da tensão adicional aplicada.