Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72150 mm17 °C-15 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 150 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 17 °C et -15 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = -15 °C
Q̇ = W
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mm25 °C-1 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 250 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 25 °C et -1 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 4 m²T1 = 25 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Verre, k = 0,96100 mmBois, k = 0,17150 mm22 °C-9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de verre et de 150 mm de bois, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et -9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 22 °CT3 = -9 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Béton, k = 1,4200 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mm16 °C0 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de béton et de 50 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et 0 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 16 °CT3 = 0 °C
Ti = °C
5.Difficile
Brique, k = 0,72250 mmLaine minérale, k = 0,0425 mmpièce 22 °Cextérieur 2 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de brique et 25 mm de laine minérale sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 2 °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 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 2 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,04150 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 22 °Cextérieur -12 °CQ̇

Un mur de 150 mm de laine minérale et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -12 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 10 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 1843 W
  2. 2. q″ = 17,68 W/m²
  3. 3. Q̇ = 377,1 W
  4. 4. Ti = 10,77 °C
  5. 5. Q̇ = 356,4 W
  6. 6. U = 0,2269 W/(m²·K)

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