Refroidissement par air
Le coefficient de conductivité de l'air est inférieur
d'environ 25 fois à celui de l'eau. Pour évacuer la même quantité de
chaleur, il faut donc augmenter considérablement la surface métallique
en contact avec le fluide de refroidissement. Technologiquement cela se
traduit par l'utilisation d'ailettes.
Ce type de refroidissement est utilisé dans les moteurs d'avions: en
effet le critère est le fonctionnement du moteur dans toutes les
situations et donc il vaut mieux utiliser l'air.
L'étude doit permettre de déterminer le nombre d'ailettes et leurs caractéristiques géométriques. La démarche est la suivante:
Le
flux de chaleur à évacuer au niveau des ailettes est constant: Pour le
montrer on étudie la propagation de la température interne du cylindre
en se fixant sur la paroi interne du cylindre une température qui varie
de façon sinusoidale autour de sa valeur moyenne( propagation d'un
signal périodique dans un mur semi infini). Cela montre que
l'atténuation de la température dans la chemise est très rapide si bien
que la température extérieure de la chemise peut être supposée
constante.
Flux de chaleur à évacuer: il est estimé de façon analogue à celle décrite dans la partie refroidissement à eau.
Air
extérieur: pour le dimensionnement il faut se placer dans le cas le
plus défavorable, c'est à dire pour un moteur tournant au ralenti (800
Tr/min pour le moteur d'avion de tourisme) et pour la température de
l'air extérieure la plus élevée. C'est donc au sol et on prend
Text=45°C.La vitesse de l'air est estimée à partir des caractéristiques
de l'hélice.
L'efficacité d'une ailette est définie par 
L'approximation hs=ha est justifiée en pratique, et hs est calculé par une corrélation Nu/Pr/Re:
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L'étude doit permettre de déterminer le nombre d'ailettes et leurs caractéristiques géométriques. La démarche est la suivante:
Le
flux de chaleur à évacuer au niveau des ailettes est constant: Pour le
montrer on étudie la propagation de la température interne du cylindre
en se fixant sur la paroi interne du cylindre une température qui varie
de façon sinusoidale autour de sa valeur moyenne( propagation d'un
signal périodique dans un mur semi infini). Cela montre que
l'atténuation de la température dans la chemise est très rapide si bien
que la température extérieure de la chemise peut être supposée
constante.Flux de chaleur à évacuer: il est estimé de façon analogue à celle décrite dans la partie refroidissement à eau.Air
extérieur: pour le dimensionnement il faut se placer dans le cas le
plus défavorable, c'est à dire pour un moteur tournant au ralenti (800
Tr/min pour le moteur d'avion de tourisme) et pour la température de
l'air extérieure la plus élevée. C'est donc au sol et on prend
Text=45°C.La vitesse de l'air est estimée à partir des caractéristiques
de l'hélice.L'efficacité d'une ailette est définie par L'approximation hs=ha est justifiée en pratique, et hs est calculé par une corrélation Nu/Pr/Re:
Un rendement 
d'ailette est introduit pour tenir du compte du fait que la température n'est pas constante=Tp le long d'une ailette.
Le flux évacué par les ailettes s'exprime alors en fonction de la surface d'échange par: d'ailette est introduit pour tenir du compte du fait que la température n'est pas constante=Tp le long d'une ailette.
