Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,7220 mm20 °C-8 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 20 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 20 °C et -8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 20 mmA = 6 m²T1 = 20 °CT2 = -8 °C
Q̇ = W
2.Facile
Laine minérale, k = 0,04150 mm16 °C3 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 150 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 16 °C et 3 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 150 mmA = 8 m²T1 = 16 °CT2 = 3 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17250 mmBéton, k = 1,4100 mm19 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de plaque de plâtre et de 100 mm de béton, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 19 °CT3 = -13 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035200 mmLaine minérale, k = 0,0425 mm23 °C-6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 200 mm de polystyrène expansé et de 25 mm de laine minérale, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 23 °C et -6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 23 °CT3 = -6 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Béton, k = 1,450 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mmpièce 20 °Cextérieur 3 °CQ̇

Un mur de 50 mm de béton et 50 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 3 °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 6 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 3 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmBrique, k = 0,7275 mmpièce 22 °Cextérieur -7 °CQ̇

Un mur de 100 mm de polystyrène expansé et 75 mm de brique sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -7 °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 10 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -7 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 6048 W
  2. 2. Q̇ = 27,73 W
  3. 3. Q̇ = 311,3 W
  4. 4. Q̇ = 54,9 W
  5. 5. U = 2,128 W/(m²·K)
  6. 6. U = 0,3224 W/(m²·K)

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