Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,17100 mm21 °C8 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 100 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 21 °C et 8 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 12 m²T1 = 21 °CT2 = 8 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mm22 °C7 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 100 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 22 °C et 7 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 100 mmA = 12 m²T1 = 22 °CT2 = 7 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04200 mmVerre, k = 0,9650 mm25 °C-4 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de laine minérale et de 50 mm de verre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -4 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 25 °CT3 = -4 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mm16 °C-8 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 100 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -8 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 16 °CT3 = -8 °C
Ti = °C
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmVerre, k = 0,96150 mmpièce 21 °Cextérieur -7 °CQ̇

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 150 mm de verre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -7 °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 15 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -7 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur -10 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 50 mm de plaque de plâtre et 150 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -10 °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 6 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -10 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 22,1 W/m²
  2. 2. q″ = 25,5 W/m²
  3. 3. Q̇ = 114,8 W
  4. 4. Ti = 1,6 °C
  5. 5. U = 0,6655 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 17,19 °C

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