Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,04100 mm23 °C-2 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 100 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 23 °C et -2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 100 mmA = 10 m²T1 = 23 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
2.Facile
Brique, k = 0,7250 mm25 °C6 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 50 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 25 °C et 6 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 6 m²T1 = 25 °CT2 = 6 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,0450 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mm16 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de laine minérale et de 25 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -9 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
4.Moyen
Verre, k = 0,96250 mmBois, k = 0,1775 mm23 °C-1 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de verre et de 75 mm de bois, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et -1 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 23 °CT3 = -1 °C
Ti = °C
5.Difficile
Brique, k = 0,72200 mmBois, k = 0,17100 mmpièce 20 °Cextérieur -3 °CQ̇

Un mur de 200 mm de brique et 100 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -3 °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 20 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -3 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmVerre, k = 0,9650 mmpièce 22 °Cextérieur -5 °CQ̇

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 50 mm de verre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -5 °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 8 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -5 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 100 W
  2. 2. Q̇ = 1642 W
  3. 3. Ti = −6,368 °C
  4. 4. Ti = 14,09 °C
  5. 5. U = 0,9322 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,3237 W/(m²·K)

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