Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72200 mm21 °C5 °Cq″ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 200 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 21 °C et 5 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 21 °CT2 = 5 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1720 mm25 °C-7 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 25 °C et -7 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 8 m²T1 = 25 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Verre, k = 0,9650 mmBois, k = 0,1775 mm15 °C-10 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de verre et de 75 mm de bois, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et -10 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 15 °CT3 = -10 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Bois, k = 0,17250 mmVerre, k = 0,96100 mm20 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de bois et de 100 mm de verre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 20 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Brique, k = 0,72200 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mmpièce 21 °Cextérieur -1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de brique et 25 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -1 °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 6 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Verre, k = 0,96200 mmBois, k = 0,1775 mmpièce 20 °Cextérieur -4 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de verre et 75 mm de bois 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 20 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 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 57,6 W/m²
  2. 2. q″ = 272 W/m²
  3. 3. Q̇ = 506,8 W
  4. 4. Q̇ = 121,9 W
  5. 5. Ts = 15,13 °C
  6. 6. Ts = 17 °C

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