Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,04100 mm20 °C-13 °Cq″ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 100 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 20 °C et -13 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 100 mmA = 8 m²T1 = 20 °CT2 = -13 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Laine minérale, k = 0,0410 mm22 °C-6 °Cq″ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 10 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 22 °C et -6 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 15 m²T1 = 22 °CT2 = -6 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Bois, k = 0,1750 mmVerre, k = 0,9650 mm25 °C6 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de bois et de 50 mm de verre, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et 6 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 25 °CT3 = 6 °C
Ti = °C
4.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmLaine minérale, k = 0,04150 mm17 °C9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 150 mm de laine minérale, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et 9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 17 °CT3 = 9 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mmBéton, k = 1,425 mmpièce 22 °Cextérieur 1 °CQ̇

Un mur de 150 mm de plaque de plâtre et 25 mm de béton sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 1 °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 20 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,04100 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 21 °Cextérieur -15 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de laine minérale et 150 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -15 °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 10 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -15 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. q″ = 13,2 W/m²
  2. 2. q″ = 112 W/m²
  3. 3. Ti = 8,858 °C
  4. 4. Q̇ = 6,908 W
  5. 5. U = 0,9404 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 125,6 W

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