Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Verre, k = 0,96250 mm17 °C-3 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 250 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 17 °C et -3 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T1 = 17 °CT2 = -3 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Béton, k = 1,4150 mm21 °C-15 °Cq″ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 150 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 21 °C et -15 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T1 = 21 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Verre, k = 0,96250 mmBrique, k = 0,72100 mm17 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de verre et de 100 mm de brique, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et -2 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 17 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
4.Moyen
Bois, k = 0,1750 mmPolystyrène expansé, k = 0,03525 mm20 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de bois et de 25 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035200 mmVerre, k = 0,9625 mmpièce 20 °Cextérieur 1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de polystyrène expansé et 25 mm de verre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 1 °C. Les coefficients de convection valent 10 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 10 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 20 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de plaque de plâtre et 150 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 0 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 4 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. q″ = 76,8 W/m²
  2. 2. q″ = 336 W/m²
  3. 3. Ti = 4,609 °C
  4. 4. Q̇ = 476 W
  5. 5. Ts = 19,68 °C
  6. 6. Q̇ = 43,39 W

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