Que sont les liquides d'expansion thermique?
Ces liquides sont caractérisés par leur expansion significative en volume lorsqu'elles sont exposées à la chaleur. Ils sont souvent utilisés dans les systèmes où cette expansion est exploitée à des fins spécifiques. Voici les applications clés:
1. Détection et mesure de la température:
* bandes bimétalliques: Ces bandes sont composées de deux métaux avec différents coefficients de dilatation thermique. Lorsqu'il est chauffé, la bande se plie en raison de l'expansion différentielle. Ces bandes sont utilisées dans des thermostats, des thermomètres et d'autres dispositifs de détection de température.
* Thermomètres liquides en verre: L'expansion d'un liquide, généralement du mercure ou de l'alcool, dans un tube en verre est directement proportionnelle aux changements de température, permettant des lectures de température précises.
2. Contrôle de pression et de volume:
* Systèmes hydrauliques: Des liquides de dilatation thermique peuvent être utilisés dans les systèmes hydrauliques pour la compensation de volume. Au fur et à mesure que le fluide se réchauffe, il se dilate, offrant une augmentation de pression qui peut être utilisée pour actionner des composants.
* Tanks d'extension: Dans les systèmes de chauffage, les réservoirs d'expansion permettent à l'augmentation du volume d'eau car elle chauffe, empêchant l'accumulation de pression et les dommages potentiels au système.
3. Stockage d'énergie thermique:
* Matériaux de changement de phase (PCMS): Certains liquides, comme la cire de paraffine, ont une chaleur de fusion latente élevée. Ils absorbent la chaleur pendant leur passage de phase du solide au liquide, stockant l'énergie thermique. Cette énergie peut être libérée plus tard car le liquide refroidit et se solidifie.
4. Applications spécifiques:
* Systèmes de gicleurs d'incendie: Certains systèmes de gicleurs utilisent un liquide spécial qui se développe considérablement lorsqu'il est exposé à des températures élevées. Cette expansion déclenche la libération d'eau, activant le système de gicleurs.
* Systèmes de refroidissement automobile: Les mélanges anti-frele, contenant souvent de l'éthylène glycol ou du propylène glycol, exploitent leurs propriétés d'expansion pour transférer efficacement la chaleur loin du moteur.
Considérations importantes:
* Coefficient d'extension thermique: La mesure dans laquelle un liquide se dilate avec la température varie en fonction du liquide. Les liquides avec des coefficients d'expansion élevés sont plus sensibles aux changements de température.
* Compatibilité: Le liquide doit être compatible avec les matériaux du système (par exemple, les tuyaux, les vannes) pour éviter la corrosion ou d'autres problèmes.
* Sécurité: Certains liquides de dilatation thermique peuvent être dangereux s'ils divulguent ou sont mal gérés. Des précautions de sécurité appropriées doivent toujours être prises.
Exemples de liquides d'expansion thermique:
* mercure: Utilisé dans les thermomètres plus anciens en raison de son coefficient d'expansion élevé et de sa visibilité.
* alcool: Souvent utilisé dans les thermomètres, en particulier pour les applications à basse température.
* eau: A un coefficient d'extension relativement élevé, ce qui le rend adapté aux systèmes de chauffage et de refroidissement.
* éthylène glycol / propylène glycol: Trouvé dans les solutions antigel et autres applications.
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