Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72200 mm15 °C1 °Cq″ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 200 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 15 °C et 1 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 15 °CT2 = 1 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mm18 °C-9 °Cq″ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 50 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 18 °C et -9 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 18 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Brique, k = 0,72150 mmBois, k = 0,1775 mm19 °C8 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de brique et de 75 mm de bois, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et 8 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 19 °CT3 = 8 °C
Ti = °C
4.Moyen
Bois, k = 0,17250 mmPolystyrène expansé, k = 0,03550 mm21 °C-3 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de bois et de 50 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et -3 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 21 °CT3 = -3 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Verre, k = 0,96150 mmPlaque de plâtre, k = 0,17150 mmpièce 21 °Cextérieur 4 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de verre et 150 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 4 °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 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 4 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Brique, k = 0,72150 mmPolystyrène expansé, k = 0,03550 mmpièce 20 °Cextérieur 5 °CQ̇

Un mur de 150 mm de brique et 50 mm de polystyrène expansé sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 5 °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 12 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. q″ = 50,4 W/m²
  2. 2. q″ = 18,9 W/m²
  3. 3. Ti = 15,47 °C
  4. 4. Q̇ = 49,67 W
  5. 5. Q̇ = 286,1 W
  6. 6. U = 0,5596 W/(m²·K)

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