Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1710 mm16 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 10 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 16 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T1 = 16 °CT2 = -12 °C
Q̇ = W
2.Facile
Laine minérale, k = 0,04100 mm21 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 100 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 21 °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 = 12 m²T1 = 21 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Verre, k = 0,96100 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm23 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 100 mm de verre et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et 5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 23 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBrique, k = 0,7250 mm24 °C6 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de plaque de plâtre et de 50 mm de brique, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et 6 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 24 °CT3 = 6 °C
Ti = °C
5.Difficile
Bois, k = 0,17200 mmBéton, k = 1,425 mmpièce 20 °Cextérieur -7 °CQ̇

Un mur de 200 mm de bois et 25 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -7 °C. Les coefficients de convection valent 6 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 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -7 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmVerre, k = 0,96100 mmpièce 20 °Cextérieur -10 °CQ̇

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 100 mm de verre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -10 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 15 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -10 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 1904 W
  2. 2. Q̇ = 91,2 W
  3. 3. Ti = 22,57 °C
  4. 4. Ti = 6,812 °C
  5. 5. U = 0,7087 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,3147 W/(m²·K)

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