Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mm23 °C-4 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 250 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 23 °C et -4 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 10 m²T1 = 23 °CT2 = -4 °C
Q̇ = W
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mm22 °C-5 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 50 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 22 °C et -5 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 15 m²T1 = 22 °CT2 = -5 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmPolystyrène expansé, k = 0,03525 mm24 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 25 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 24 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,0450 mmPolystyrène expansé, k = 0,035100 mm25 °C4 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de laine minérale et de 100 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et 4 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 25 °CT3 = 4 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Béton, k = 1,4200 mmBrique, k = 0,7275 mmpièce 21 °Cextérieur -6 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de béton et 75 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -6 °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 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -6 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmPolystyrène expansé, k = 0,035150 mmpièce 20 °Cextérieur 4 °CQ̇

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 150 mm de polystyrène expansé sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 4 °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 15 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 4 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 183,6 W
  2. 2. q″ = 91,8 W/m²
  3. 3. Q̇ = 181,6 W
  4. 4. Q̇ = 30,68 W
  5. 5. Q̇ = 1360 W
  6. 6. U = 0,1776 W/(m²·K)

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