Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72250 mm17 °C4 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 250 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 17 °C et 4 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 17 °CT2 = 4 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,9610 mm16 °C-13 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 10 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 16 °C et -13 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 10 mmA = 20 m²T1 = 16 °CT2 = -13 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,0450 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm15 °C9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de laine minérale et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 15 °CT3 = 9 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mm20 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de bois et de 75 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 20 °CT3 = -8 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Bois, k = 0,17200 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur -11 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de bois et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -11 °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 8 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Béton, k = 1,4200 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mmpièce 20 °Cextérieur -3 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de béton et 100 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -3 °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 12 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -3 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 561,6 W
  2. 2. q″ = 2784 W/m²
  3. 3. Q̇ = 13,01 W
  4. 4. Q̇ = 544 W
  5. 5. Q̇ = 144,1 W
  6. 6. Q̇ = 308,6 W

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