Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,04250 mm15 °C-6 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 250 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 15 °C et -6 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T1 = 15 °CT2 = -6 °C
Q̇ = W
2.Facile
Bois, k = 0,1710 mm15 °C7 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 10 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 15 °C et 7 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T1 = 15 °CT2 = 7 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Brique, k = 0,72200 mmLaine minérale, k = 0,04100 mm16 °C-9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de brique et de 100 mm de laine minérale, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 16 °CT3 = -9 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Brique, k = 0,72250 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm19 °C-8 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de brique et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et -8 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 19 °CT3 = -8 °C
Ti = °C
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 100 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 20 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mmpièce 20 °Cextérieur -1 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de verre et 50 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -1 °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 15 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -1 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 40,32 W
  2. 2. q″ = 136 W/m²
  3. 3. Q̇ = 72 W
  4. 4. Ti = 16,98 °C
  5. 5. Ts = 20,24 °C
  6. 6. Q̇ = 520,7 W

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