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1.Systemes de liquefaction Afin de refroidir et/ou de liquefier les fluides cryogeniques, une serie de transformations thermodynamiques est appliquee en formant ce qu'on appelle des cycles de liquefaction.Si cette detente s'effectue au dessous de la temperature d'inversion, elle s'accompagne d'un refroidissement du gaz En effet, L'helium, l'hydrogene et le neon ont une temperature d'inversion inferieure a la temperature ambiante : la liquefaction de ces gaz par detente de Joule-Thomson necessite donc un pre refroidissement.c) Effectuer une detente isenthalpique, souventEn effet, L'helium, l'hydrogene et le neon ont une temperature d'inversion inferieure a la temperature ambiante : la liquefaction de ces gaz par detente de Joule-Thomson necessite donc un pre refroidissement.Dans une boite froide, l'echange thermique se fait a pression constante pour chaque courant (par exemple a 18 bars pour le premier fluide (haute pression) et 1,1 bar pour le second (basse pression)).d) Effectuer une detente isentropique (?S=0) Cela consiste a extraire de la chaleur via un travail exterieur sur une turbine ou un piston appelee detente Joule Thomson (?H = 0).Dans les echangeurs thermiques a plaques, les fluides ne sont jamais en contact et circulent souvent a contre-courant.Cela a pour effet d'abaisser la pression du fluide et donc la temperature en suivant la ligne de saturation gaz/liquide.d) Effectuer une detente isentropique (?S=0) Cela consiste a extraire de la chaleur via un travail exterieur sur une turbine ou un piston

1.Systèmes de liquéfaction
Afin de refroidir et/ou de liquéfier les fluides cryogéniques, une série de transformations
thermodynamiques est appliquée en formant ce qu’on appelle des cycles de liquéfaction. Les
principales transformations utilisées sont :
a) Transférer de la chaleur entre un fluide chaud et un fluide froid via un échangeur
de chaleur.
Les échangeurs thermiques permettent un échange de chaleur entre un fluide
chaud et un fluide froid (le fluide peut être le même mais à température différente).
Dans les échangeurs thermiques à plaques, les fluides ne sont jamais en contact et
circulent souvent à contre-courant. Il y a une paroi métallique (aluminium
généralement) entre chaque courant de fluide qui représente la surface d’échange.
C’est pour cette raison que cette paroi est en forme d’ailettes. Plus la surface
d’échange est importante, plus le coefficient d’échange thermique le sera également.
Dans une boite froide, l’échange thermique se fait à pression constante pour
chaque courant (par exemple à 18 bars pour le premier fluide (haute pression) et 1,1
bar pour le second (basse pression)). Dans le cas idéal, cet échange thermique devrait
avoir lieu sans différence de température et sans chute de pression. Or, cette dernière
est inévitable due aux frictions de l’hélium sur la paroi métallique.
b) Pomper sur un bain liquide en équilibre avec sa vapeur.
Cela a pour effet d’abaisser la pression du fluide et donc la température en
suivant la ligne de saturation gaz/liquide.
c) Effectuer une détente isenthalpique, souventEn effet, L’hélium, l’hydrogène et le néon ont une température d’inversion inférieure à la
température ambiante : la liquéfaction de ces gaz par détente de Joule-Thomson nécessite
donc un pré refroidissement. (ex. la température d’inversion de l’hélium est d’environ 40K).
d) Effectuer une détente isentropique (ΔS=0)
Cela consiste à extraire de la chaleur via un travail extérieur sur une turbine ou un piston appelée détente Joule Thomson
(ΔH = 0).
Cela consiste à détendre le gaz à travers un orifice. Si cette détente s’effectue
au dessous de la température d’inversion, elle s’accompagne d’un
refroidissement du gaz
En effet, L’hélium, l’hydrogène et le néon ont une température d’inversion inférieure à la
température ambiante : la liquéfaction de ces gaz par détente de Joule-Thomson nécessite
donc un pré refroidissement. (ex. la température d’inversion de l’hélium est d’environ 40K).
d) Effectuer une détente isentropique (ΔS=0)
Cela consiste à extraire de la chaleur via un travail extérieur sur une turbine ou un piston