Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,035250 mm17 °C7 °CQ̇ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 250 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 17 °C et 7 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 250 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = 7 °C
Q̇ = W
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mm24 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 150 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 24 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 4 m²T1 = 24 °CT2 = 0 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035200 mmBrique, k = 0,72100 mm18 °C-13 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de polystyrène expansé et de 100 mm de brique, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 18 °C et -13 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 18 °CT3 = -13 °C
Ti = °C
4.Moyen
Verre, k = 0,96100 mmBrique, k = 0,72150 mm17 °C-15 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de verre et de 150 mm de brique, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et -15 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 17 °CT3 = -15 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Bois, k = 0,17200 mmLaine minérale, k = 0,0425 mmpièce 21 °Cextérieur -3 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de bois et 25 mm de laine minérale sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -3 °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 la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -3 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Bois, k = 0,17100 mmPolystyrène expansé, k = 0,03550 mmpièce 21 °Cextérieur -5 °CQ̇

Un mur de 100 mm de bois et 50 mm de polystyrène expansé sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -5 °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 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -5 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 16,8 W
  2. 2. Q̇ = 108,8 W
  3. 3. Ti = −12,26 °C
  4. 4. Q̇ = 1229 W
  5. 5. Q̇ = 186,1 W
  6. 6. U = 0,4587 W/(m²·K)

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