Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,1750 mm21 °C-12 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 50 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 21 °C et -12 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 21 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Bois, k = 0,1710 mm19 °C-12 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 10 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 19 °C et -12 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 10 mmA = 10 m²T1 = 19 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04200 mmBois, k = 0,1775 mm23 °C-14 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de laine minérale et de 75 mm de bois, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et -14 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 23 °CT3 = -14 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Verre, k = 0,96200 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mm23 °C9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de verre et de 75 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et 9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 23 °CT3 = 9 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mmBois, k = 0,1750 mmpièce 20 °Cextérieur -5 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de plaque de plâtre et 50 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -5 °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 10 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -5 °C
Ts = °C
6.Difficile
Bois, k = 0,1750 mmBéton, k = 1,450 mmpièce 20 °Cextérieur -10 °CQ̇

Un mur de 50 mm de bois et 50 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -10 °C. Les coefficients de convection valent 8 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 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -10 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. q″ = 112,2 W/m²
  2. 2. q″ = 527 W/m²
  3. 3. Q̇ = 54,4 W
  4. 4. Q̇ = 323,3 W
  5. 5. Ts = 16,97 °C
  6. 6. U = 2,048 W/(m²·K)

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