Chauffer et refroidir fibres musculaires artificielles

[Yaxlei]

Bonjour à tous,

Je travail sur des fibres musculaires artificielles faites en nylon.
Pour contracter la fibre il faut la chauffer aux environs de 70°C et pour la détendre il faut la refroidir a température ambiante ou en dessous.
J'utilise actuellement du fil de nichrome pour chauffer.
Je cherche un système qui puisse chauffer et refroidir la fibre , ou un groupe de fibres,
Les modules peltiers me semblent intéressants mais il y a un problème de design :
Ils sont la plupart du temps carrés et grands(il en existe des petits dans l'industrie), mal adaptés a des fibre fines et longues ~ 20cm de long pour 1mm de diamètre
Ce que je pense faire c'est fabriquer une enveloppe en caoutchouc extensible et y faire des trous pour plusieurs petit module peltiers, au centre se trouvera des fibres baignées dans de l'eau pour une meilleur conduction thermique.

Voici a quoi ça ressemblera (en blanc les modules peltiers ~6*6 mm, les fibres seront au centre):


Est ce qu'il existe des systèmes plus adaptées et efficaces , il faut qu'il respectent ces critères:
-fonctionne à l'électricité,
-peut de pièces mobiles, pour éviter le bruit
-montable sur des matériaux flexibles car le but final est de construire un muscle humain fonctionnel

Merci pour vos réponses, passez une bonne journée à l'ombre
-----

[FDFD]

Bonjour,

Pourquoi ne pas entourer le fibre par une gaine étanche (et aussi extensible) dans laquelle on fait circuler de l'eau ? Cette eau viendrait d'un réservoir chaud ou d'un réservoir froid préalablement amenés à la bonne température.
Ainsi le changement de température serait assez rapide...

A+

[R4GE]

Salut

Le peltier refroidira ton eau seulement si tu refroidis beaucoup plus ton peltier (avec un ratio de 10W de chaud pour 1W de froid de mémoire).
En général, ils valent pas un clou sauf si tu veux amener, au bout d'un temps certain, un un objet sous la température ambiante.

Sinon il est plus efficace de refroidir directement ce que tu veux refroidir avec le dispositif que tu avais initialement prévu pour refroidir le peltier
Tu te débarrasses ainsi d'un intermédiaire, de beaucoup de pièces et d'interfaces thermiques, ainsi que d'une source de chaleur dans ton circuit

Pour atteindre une température sous la température ambiante, on a toujours pas mieux que la pompe à chaleur.

Sinon je rejoins la réponse au dessus de la mienne :
Chauffer ou refroidir directement tes fibres à l'aide d'eau chaude ou froide provenant de réservoirs chauds ou froids me semble le moyen le plus efficace d'opérer.

Ou au pire, refroidir en faisant circuler de l'eau sur tes fibres puis dans un radiateur
Et les réchauffer en coupant la circulation de l'eau (ou en la réduisant au maximum pour éviter l'ébullition) et chauffer grace à des résistances immergées.
Ce sera peut-être moins réactif, mais plus simple et compact

[Yaxlei]

Bonsoir à vous deux,

Bonne idée d'utiliser l'eau je vais creuser ça, je ne savais pas que les modules peltiers étaient aussi peu efficace merci de m'avoir informé.

Est ce que le pompage de l'eau peut être très rapide, genre 50ms-80ms pour un volume de environ 50mL

[A voir en vidéo sur Futura]

[FDFD]

Bonjour,

Changer de température en moins de 100 ms... c'est déjà beaucoup plus difficile.

D'abord il faut se demander comment l'objet à chauffer ou refroidir va suivre. En supposant que la fibre est entourée d'eau et subit un échelon instantané de température, en combien de temps la température va s'établir dans la fibre....Ça dépend de la géométrie, de la conduction thermique et de la capacité calorifique du matériau. Ça ne peut se faire que par calcul à partir de l'équation de la chaleur.

Ce sera l'étape limitante de la vitesse de transition thermique. Si ce temps de transition thermique est inférieur à 50 ms, on pourra envisager de créer un système qui permet de commuter rapidement la température de l'eau... sinon vaut mieux abandonner, du moins pour la vitesse de transition recherchée.

A+

[RomVi]

je ne savais pas que les modules peltiers étaient aussi peu efficace merci de m'avoir informé.

Peut être que tu ne le savais pas parce que c'est faux...

[R4GE]

Peut être que tu ne le savais pas parce que c'est faux...

Du coup j'ai cherché pour voir s'il s'agissait d'un faux souvenir et...
Les meilleurs Peltier que j'ai trouvé ont un COP maximal théorique de 0,2.
Le COP moyen que j'ai trouvé au point de fonctionnement recommandé est de 0,15 - 0,16

Ce qui donne, au point de fonctionnement recommandé, quand même un déplacement de X watts de chaleur pour une consommation de ~6.X watts et donc ~7.X watts de chaleur à évacuer
On est pas à 10, c'est vrai, mais ça fait pas d'eux des modèles d'efficacité.

[RomVi]

Dans ce cas tu as mal cherché, on peut atteindre un COP bien supérieur avec un peltier, à condition de l'utiliser dans une certaine plage :
https://www.meerstetter.ch/customer-...ent-efficiency

[goaoute]

Mettre les fibres dans un solénoïde de fil chauffant et de tuyau souple relié à un système de compression/détente de réfrigérant; le solénoïde devant supporter l'allongement des fibres.

[Yaxlei]

Bonjour à tous,

Merci pour vos réponses, j'ai eu un petit changement de design, il existe du nylon couvert d'argent, donc plus intéressant pour la conduction thermique avec de l'électricité et effet joule (beaucoup plus facile à mettre en place aussi).Je pense passer par un refroidissement à l'eau