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BUREAU D’ETUDE

MÉCANIQUE DES FLUIDES ET THERMIQUE

NGUYEN Kien Long

ZAHRANE Aicha

INTRODUCTION

Nous allons étudier le circuit de refroidissement de module de puissance à IGBT fixés sur une semelle en cuivre. En effet au cours de leur fonctionnement les semi conducteurs de puissance subissent un cycle thermique actif induit par les pertes par conduction et commutation liées aux variations de régime de fonctionnement des convertisseurs. Ces variations de températures sont à l'origine du vieillissement des composants.

L’objectif de ce bureau d’étude sera donc de dimensionner un système de refroidissement capable de maintenir une température de la surface de la semelle dans la limite des zones thermiques acceptables du composant.

Nous étudierons dans une première partie le dimensionnement en débit du circuit de refroidissement, puis nous ferons une étude comparative sur 2 géométries d'échangeurs et au final nous calculerons la puissance électrique de la pompe du circuit de refroidissement.

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➢ I.Dimensionnement en débit du circuit de refrodissement des supports chauffants

1. Représentation shématiques des tranferts thermiques dans le support et le fluide

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2. Exprimer le flux évacué en fonction de Ts, Tm et des résistances thermiques

Le flux évacué : [pic]

Des résistances : [pic] + [pic]

Dans lesquelles : [pic]

On considère : [pic] ( = [pic]

[pic] avec S : surface d’échangement [[pic]] h : cofficient d’échangement convectif [[pic]]

Cofficient d’échangement convectif : [pic]

Avec [pic] [pic] [m] Nu : nombre de Nusselt

Le nombre de Nusselt est calculé à partir du nombre de Reynold et nombre de Prandt

Longueur caratéristique dans ce cas (cas d’une tube pas circulaire) :

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