Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Verre, k = 0,96250 mm17 °C-3 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 250 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 17 °C et -3 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T1 = 17 °CT2 = -3 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Bois, k = 0,1710 mm21 °C-1 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 10 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 21 °C et -1 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T1 = 21 °CT2 = -1 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmBéton, k = 1,475 mm16 °C-4 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 75 mm de béton, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -4 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 16 °CT3 = -4 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Béton, k = 1,4250 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mm19 °C9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de béton et de 150 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et 9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 19 °CT3 = 9 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,04100 mmBéton, k = 1,425 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CQ̇

Un mur de 100 mm de laine minérale et 25 mm de béton sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °C. Les coefficients de convection valent 10 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 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBéton, k = 1,475 mmpièce 21 °Cextérieur 3 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de plaque de plâtre et 75 mm de béton 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 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 12 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 3 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 76,8 W/m²
  2. 2. q″ = 374 W/m²
  3. 3. Q̇ = 78,87 W
  4. 4. Q̇ = 17,92 W
  5. 5. U = 0,3762 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 19,92 °C

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