Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Béton, k = 1,4250 mm24 °C-8 °Cq″ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 250 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 24 °C et -8 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 20 m²T1 = 24 °CT2 = -8 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Béton, k = 1,4250 mm19 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 250 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 19 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T1 = 19 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Verre, k = 0,96200 mmLaine minérale, k = 0,0475 mm22 °C1 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de verre et de 75 mm de laine minérale, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et 1 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 22 °CT3 = 1 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17250 mmLaine minérale, k = 0,0475 mm22 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de bois et de 75 mm de laine minérale, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et -2 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 22 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmVerre, k = 0,9675 mmpièce 20 °Cextérieur -6 °CQ̇

Un mur de 250 mm de plaque de plâtre et 75 mm de verre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -6 °C. Les coefficients de convection valent 6 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 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -6 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Bois, k = 0,17250 mmVerre, k = 0,96150 mmpièce 21 °Cextérieur 3 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de bois et 150 mm de verre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 3 °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 4 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 3 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. q″ = 179,2 W/m²
  2. 2. Q̇ = 952 W
  3. 3. Q̇ = 60,48 W
  4. 4. Ti = 11,45 °C
  5. 5. U = 0,5697 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 40,33 W

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