Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Verre, k = 0,9620 mm16 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 16 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 20 mmA = 20 m²T1 = 16 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,9650 mm21 °C4 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 50 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 21 °C et 4 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 50 mmA = 12 m²T1 = 21 °CT2 = 4 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,0450 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mm15 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de laine minérale et de 50 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 15 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmLaine minérale, k = 0,0475 mm16 °C-9 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 75 mm de laine minérale, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -9 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 16 °CT3 = -9 °C
Ti = °C
5.Difficile
Béton, k = 1,450 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur -12 °CQ̇

Un mur de 50 mm de béton et 150 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -12 °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 8 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmLaine minérale, k = 0,0450 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 50 mm de laine minérale sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °C. Les coefficients de convection valent 6 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 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 15 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 23040 W
  2. 2. q″ = 326,4 W/m²
  3. 3. Q̇ = 129,5 W
  4. 4. Ti = 8 °C
  5. 5. U = 0,9248 W/(m²·K)
  6. 6. Q̇ = 125,6 W

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