Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,1750 mm21 °C-11 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 50 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 21 °C et -11 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 21 °CT2 = -11 °C
Q̇ = W
2.Facile
Brique, k = 0,72250 mm21 °C0 °Cq″ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 250 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 21 °C et 0 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T1 = 21 °CT2 = 0 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Bois, k = 0,17100 mmLaine minérale, k = 0,04150 mm24 °C-10 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de bois et de 150 mm de laine minérale, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et -10 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 24 °CT3 = -10 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmBrique, k = 0,7250 mm17 °C0 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 50 mm de brique, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et 0 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 17 °CT3 = 0 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmLaine minérale, k = 0,0450 mmpièce 22 °Cextérieur -15 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 50 mm de laine minérale sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -15 °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 6 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -15 °C
Ts = °C
6.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmPlaque de plâtre, k = 0,17150 mmpièce 22 °Cextérieur 0 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de polystyrène expansé et 150 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 0 °C. Les coefficients de convection valent 10 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 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 0 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 870,4 W
  2. 2. q″ = 60,48 W/m²
  3. 3. Q̇ = 156,7 W
  4. 4. Q̇ = 89,02 W
  5. 5. Ts = 20,56 °C
  6. 6. Ts = 21,59 °C

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