Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72200 mm15 °C-10 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 200 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 15 °C et -10 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 200 mmA = 15 m²T1 = 15 °CT2 = -10 °C
Q̇ = W
2.Facile
Béton, k = 1,4200 mm23 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 200 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 23 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 23 °CT2 = -5 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Béton, k = 1,4150 mmPlaque de plâtre, k = 0,1775 mm25 °C6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de béton et de 75 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et 6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 25 °CT3 = 6 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mmVerre, k = 0,96100 mm25 °C0 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de plaque de plâtre et de 100 mm de verre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et 0 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 25 °CT3 = 0 °C
Ti = °C
5.Difficile
Béton, k = 1,4100 mmBois, k = 0,1775 mmpièce 22 °Cextérieur 3 °CQ̇ = ?

Un mur de 100 mm de béton et 75 mm de bois sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 3 °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 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 3 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Verre, k = 0,96200 mmBrique, k = 0,7275 mmpièce 21 °Cextérieur -14 °CQ̇

Un mur de 200 mm de verre et 75 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -14 °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 8 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -14 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 1350 W
  2. 2. Q̇ = 3920 W
  3. 3. Q̇ = 207,9 W
  4. 4. Ti = 2,64 °C
  5. 5. Q̇ = 588,3 W
  6. 6. U = 1,951 W/(m²·K)

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