Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mm24 °C4 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 150 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 24 °C et 4 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 10 m²T1 = 24 °CT2 = 4 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Béton, k = 1,450 mm21 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 50 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 21 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 50 mmA = 8 m²T1 = 21 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Verre, k = 0,96100 mmBois, k = 0,1725 mm22 °C5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 100 mm de verre et de 25 mm de bois, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et 5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 22 °CT3 = 5 °C
Ti = °C
4.Moyen
Bois, k = 0,17150 mmBéton, k = 1,4100 mm20 °C-2 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de bois et de 100 mm de béton, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -2 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 20 °CT3 = -2 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Brique, k = 0,7250 mmBois, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur -10 °CQ̇ = ?

Un mur de 50 mm de brique et 75 mm de bois sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -10 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 10 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -10 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Béton, k = 1,4150 mmBois, k = 0,1775 mmpièce 20 °Cextérieur -12 °CQ̇

Un mur de 150 mm de béton et 75 mm de bois sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -12 °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 10 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. q″ = 22,67 W/m²
  2. 2. Q̇ = 7616 W
  3. 3. Ti = 14,95 °C
  4. 4. Q̇ = 461,3 W
  5. 5. Q̇ = 458,8 W
  6. 6. U = 1,383 W/(m²·K)

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