Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,7250 mm22 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 50 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 22 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T1 = 22 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Facile
Béton, k = 1,450 mm15 °C-2 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 50 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 15 °C et -2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 15 °CT2 = -2 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Béton, k = 1,450 mmBois, k = 0,1750 mm20 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de béton et de 50 mm de bois, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et 5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
4.Moyen
Bois, k = 0,17200 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm23 °C6 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de bois et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et 6 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 23 °CT3 = 6 °C
Ti = °C
5.Difficile
Brique, k = 0,7250 mmLaine minérale, k = 0,04150 mmpièce 20 °Cextérieur 5 °CQ̇

Un mur de 50 mm de brique et 150 mm de laine minérale sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 5 °C. Les coefficients de convection valent 10 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 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 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Verre, k = 0,9650 mmBéton, k = 1,475 mmpièce 21 °Cextérieur -7 °CQ̇ = ?

Un mur de 50 mm de verre et 75 mm de béton sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -7 °C. Les coefficients de convection valent 10 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 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 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 10 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -7 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 6048 W
  2. 2. Q̇ = 4760 W
  3. 3. Ti = 18,38 °C
  4. 4. Ti = 19,34 °C
  5. 5. U = 0,2526 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 1140 W

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