Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mm18 °C-12 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 100 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 18 °C et -12 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 8 m²T1 = 18 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Béton, k = 1,4250 mm25 °C8 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 250 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 25 °C et 8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T1 = 25 °CT2 = 8 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmBrique, k = 0,7225 mm24 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de brique, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et -5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 24 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
4.Moyen
Brique, k = 0,7250 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mm17 °C5 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de brique et de 100 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et 5 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 17 °CT3 = 5 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur -15 °CQ̇

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -15 °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 6 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -15 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur 5 °CQ̇

Un mur de 50 mm de polystyrène expansé et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 5 °C. Les coefficients de convection valent 10 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 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 = 50 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. q″ = 51 W/m²
  2. 2. Q̇ = 952 W
  3. 3. Ti = −4,767 °C
  4. 4. Q̇ = 273,7 W
  5. 5. U = 0,29 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,4992 W/(m²·K)

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