Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,7210 mm22 °C9 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 10 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 22 °C et 9 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T1 = 22 °CT2 = 9 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,9620 mm20 °C1 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 20 °C et 1 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 8 m²T1 = 20 °CT2 = 1 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmBois, k = 0,1750 mm23 °C-8 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 50 mm de bois, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et -8 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 23 °CT3 = -8 °C
Ti = °C
4.Moyen
Béton, k = 1,4150 mmLaine minérale, k = 0,0425 mm15 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de béton et de 25 mm de laine minérale, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 15 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Verre, k = 0,96250 mmBrique, k = 0,7250 mmpièce 21 °Cextérieur 1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de verre et 50 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 1 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 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 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmLaine minérale, k = 0,04150 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CQ̇

Un mur de 100 mm de verre et 150 mm de laine minérale sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °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 6 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 14040 W
  2. 2. Q̇ = 7296 W
  3. 3. Ti = −5,745 °C
  4. 4. Q̇ = 218,5 W
  5. 5. Ts = 15,73 °C
  6. 6. U = 0,2497 W/(m²·K)

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