Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Béton, k = 1,420 mm20 °C3 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 20 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 20 °C et 3 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 20 mmA = 4 m²T1 = 20 °CT2 = 3 °C
Q̇ = W
2.Facile
Bois, k = 0,1710 mm17 °C4 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 10 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 17 °C et 4 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T1 = 17 °CT2 = 4 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Verre, k = 0,96250 mmBéton, k = 1,4150 mm21 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 250 mm de verre et de 150 mm de béton, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et 5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 250 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 21 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
4.Moyen
Béton, k = 1,4250 mmBrique, k = 0,72150 mm21 °C6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de béton et de 150 mm de brique, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et 6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 21 °CT3 = 6 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmLaine minérale, k = 0,04150 mmpièce 20 °Cextérieur -15 °CQ̇

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 150 mm de laine minérale sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -15 °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 8 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -15 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,04150 mmPlaque de plâtre, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur 4 °CQ̇

Un mur de 150 mm de laine minérale et 150 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 4 °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 12 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 4 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 4760 W
  2. 2. Q̇ = 1326 W
  3. 3. Ti = 9,664 °C
  4. 4. Q̇ = 155,1 W
  5. 5. U = 0,1962 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,2098 W/(m²·K)

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