Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Béton, k = 1,420 mm24 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 20 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 24 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 24 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Facile
Brique, k = 0,7210 mm15 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 10 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 15 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 10 m²T1 = 15 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmBrique, k = 0,72150 mm15 °C10 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de plaque de plâtre et de 150 mm de brique, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 10 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 15 °CT3 = 10 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17100 mmVerre, k = 0,9675 mm15 °C3 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de bois et de 75 mm de verre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et 3 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 15 °CT3 = 3 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Verre, k = 0,9650 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 22 °Cextérieur -12 °CQ̇

Un mur de 50 mm de verre et 150 mm de bois sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -12 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 12 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Brique, k = 0,72200 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur -11 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de brique et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -11 °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 4 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -11 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 10360 W
  2. 2. Q̇ = 16560 W
  3. 3. Q̇ = 119,4 W
  4. 4. Q̇ = 108 W
  5. 5. U = 0,9014 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 17,25 °C

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