Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1720 mm20 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 20 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 15 m²T1 = 20 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,9650 mm17 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 50 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 17 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 17 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mm17 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 17 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Verre, k = 0,96200 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm15 °C4 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de verre et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 4 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 15 °CT3 = 4 °C
Ti = °C
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBéton, k = 1,475 mmpièce 20 °Cextérieur -15 °CQ̇

Un mur de 250 mm de plaque de plâtre et 75 mm de béton sépare une pièce à 20 °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 15 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -15 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,0450 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 22 °Cextérieur 5 °CQ̇

Un mur de 50 mm de laine minérale et 150 mm de brique sépare une pièce à 22 °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 6 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 5 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 3570 W
  2. 2. Q̇ = 9600 W
  3. 3. Q̇ = 39,94 W
  4. 4. Ti = 14,49 °C
  5. 5. U = 0,5973 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,6167 W/(m²·K)

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