Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,035200 mm25 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 200 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 25 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T1 = 25 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
2.Facile
Bois, k = 0,17150 mm22 °C6 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 150 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 22 °C et 6 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 4 m²T1 = 22 °CT2 = 6 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035250 mmBrique, k = 0,72100 mm25 °C-1 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de polystyrène expansé et de 100 mm de brique, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -1 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 25 °CT3 = -1 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmBois, k = 0,17150 mm22 °C-10 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 150 mm de bois, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et -10 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 22 °CT3 = -10 °C
Ti = °C
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mmVerre, k = 0,96100 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CQ̇

Un mur de 150 mm de plaque de plâtre et 100 mm de verre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 10 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,04100 mmBois, k = 0,1750 mmpièce 20 °Cextérieur -8 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de laine minérale et 50 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -8 °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 4 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -8 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 60,38 W
  2. 2. Q̇ = 72,53 W
  3. 3. Q̇ = 53,56 W
  4. 4. Ti = −3,905 °C
  5. 5. U = 0,8648 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 37,87 W

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