Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,1750 mm22 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 50 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 22 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T1 = 22 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
2.Facile
Béton, k = 1,4100 mm22 °C3 °Cq″ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 100 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 22 °C et 3 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 100 mmA = 6 m²T1 = 22 °CT2 = 3 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Béton, k = 1,450 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mm17 °C10 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de béton et de 75 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et 10 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 17 °CT3 = 10 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Verre, k = 0,96100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mm21 °C-12 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 100 mm de verre et de 25 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et -12 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 21 °CT3 = -12 °C
Ti = °C
5.Difficile
Verre, k = 0,96200 mmBrique, k = 0,72100 mmpièce 22 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de verre et 100 mm de brique sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 0 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 8 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 0 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Verre, k = 0,96250 mmBéton, k = 1,425 mmpièce 20 °Cextérieur -13 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de verre et 25 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -13 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 15 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -13 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 1530 W
  2. 2. q″ = 266 W/m²
  3. 3. Q̇ = 293,6 W
  4. 4. Ti = 7,317 °C
  5. 5. Q̇ = 348,1 W
  6. 6. Q̇ = 1134 W

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