Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,17200 mm25 °C-12 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 200 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 25 °C et -12 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T1 = 25 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Bois, k = 0,1720 mm22 °C2 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 20 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 22 °C et 2 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 10 m²T1 = 22 °CT2 = 2 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmVerre, k = 0,9675 mm20 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de polystyrène expansé et de 75 mm de verre, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17100 mmBois, k = 0,17150 mm22 °C6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de plaque de plâtre et de 150 mm de bois, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et 6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 22 °CT3 = 6 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,04150 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mmpièce 20 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de laine minérale et 75 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 0 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 4 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 20 °Cextérieur -4 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 100 mm de verre et 150 mm de bois 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 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 15 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -4 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 31,45 W/m²
  2. 2. q″ = 170 W/m²
  3. 3. Q̇ = 102,2 W
  4. 4. Q̇ = 43,52 W
  5. 5. Q̇ = 18,32 W
  6. 6. Ts = 17,29 °C

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