Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mm17 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 200 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 17 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = 0 °C
Q̇ = W
2.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mm19 °C-5 °Cq″ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 50 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 19 °C et -5 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 19 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Béton, k = 1,4200 mmVerre, k = 0,9650 mm15 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de béton et de 50 mm de verre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 15 °CT3 = 2 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Béton, k = 1,4100 mmBrique, k = 0,7225 mm15 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de béton et de 25 mm de brique, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 15 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmBéton, k = 1,4100 mmpièce 22 °Cextérieur -15 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 100 mm de plaque de plâtre et 100 mm de béton sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -15 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 8 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -15 °C
Ts = °C
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmBéton, k = 1,425 mmpièce 21 °Cextérieur -10 °CQ̇ = ?

Un mur de 50 mm de plaque de plâtre et 25 mm de béton sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -10 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 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 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -10 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 173,4 W
  2. 2. q″ = 16,8 W/m²
  3. 3. Q̇ = 1334 W
  4. 4. Q̇ = 5087 W
  5. 5. Ts = 14,88 °C
  6. 6. Q̇ = 478,2 W

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