Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72250 mm25 °C-5 °Cq″ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 250 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 25 °C et -5 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T1 = 25 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Béton, k = 1,4150 mm17 °C-15 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 150 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 17 °C et -15 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 8 m²T1 = 17 °CT2 = -15 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mm19 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de polystyrène expansé et de 75 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 19 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBéton, k = 1,4150 mm25 °C-2 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de plaque de plâtre et de 150 mm de béton, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -2 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 25 °CT3 = -2 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,04200 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mmpièce 21 °Cextérieur -3 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de laine minérale et 100 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -3 °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 10 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -3 °C
Ts = °C
6.Difficile
Brique, k = 0,72150 mmLaine minérale, k = 0,0425 mmpièce 22 °Cextérieur -10 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de brique et 25 mm de laine minérale sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -10 °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 15 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -10 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. q″ = 86,4 W/m²
  2. 2. Q̇ = 2389 W
  3. 3. Q̇ = 116,4 W
  4. 4. Q̇ = 68,45 W
  5. 5. Ts = 20,48 °C
  6. 6. Q̇ = 473,7 W

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