Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,7220 mm25 °C-1 °Cq″ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 20 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 25 °C et -1 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T1 = 25 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Verre, k = 0,9620 mm21 °C6 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 21 °C et 6 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 12 m²T1 = 21 °CT2 = 6 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04250 mmVerre, k = 0,96100 mm23 °C3 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de laine minérale et de 100 mm de verre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et 3 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 23 °CT3 = 3 °C
Ti = °C
4.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035250 mmBrique, k = 0,7225 mm22 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de brique, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 22 °CT3 = -8 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Bois, k = 0,17100 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mmpièce 22 °Cextérieur -1 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de bois et 100 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 22 °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 12 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -1 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmVerre, k = 0,96150 mmpièce 21 °Cextérieur -11 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de polystyrène expansé et 150 mm de verre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -11 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 12 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 936 W/m²
  2. 2. q″ = 720 W/m²
  3. 3. Ti = 3,328 °C
  4. 4. Q̇ = 41,8 W
  5. 5. Q̇ = 208,1 W
  6. 6. Ts = 20,1 °C

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