Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,17150 mm23 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 150 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 23 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 12 m²T1 = 23 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,03520 mm25 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 20 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 25 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 25 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmLaine minérale, k = 0,0425 mm23 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 25 mm de laine minérale, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 23 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmVerre, k = 0,96150 mm18 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de plaque de plâtre et de 150 mm de verre, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 18 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 18 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmBéton, k = 1,4150 mmpièce 20 °Cextérieur -13 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de verre et 150 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -13 °C. Les coefficients de convection valent 8 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 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -13 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035250 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur -14 °CQ̇

Un mur de 250 mm de polystyrène expansé et 150 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -14 °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 12 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -14 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 489,6 W
  2. 2. Q̇ = 231 W
  3. 3. Q̇ = 232,2 W
  4. 4. Q̇ = 666,1 W
  5. 5. Q̇ = 1708 W
  6. 6. U = 0,1222 W/(m²·K)

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