Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Verre, k = 0,96200 mm15 °C2 °CQ̇ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 200 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 15 °C et 2 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 6 m²T1 = 15 °CT2 = 2 °C
Q̇ = W
2.Facile
Verre, k = 0,96150 mm18 °C-13 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 150 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 18 °C et -13 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T1 = 18 °CT2 = -13 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Béton, k = 1,4150 mmBois, k = 0,1750 mm18 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de béton et de 50 mm de bois, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 18 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 18 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Verre, k = 0,96200 mmBéton, k = 1,4150 mm20 °C-5 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de verre et de 150 mm de béton, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -5 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 20 °CT3 = -5 °C
Ti = °C
5.Difficile
Bois, k = 0,17250 mmBéton, k = 1,450 mmpièce 22 °Cextérieur 4 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de bois et 50 mm de béton sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 4 °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 6 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 6 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 4 °C
Ts = °C
6.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mmBrique, k = 0,7225 mmpièce 21 °Cextérieur -9 °CQ̇ = ?

Un mur de 50 mm de plaque de plâtre et 25 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -9 °C. Les coefficients de convection valent 6 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 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -9 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 374,4 W
  2. 2. q″ = 198,4 W/m²
  3. 3. Q̇ = 897,2 W
  4. 4. Ti = 3,491 °C
  5. 5. Ts = 20,9 °C
  6. 6. Q̇ = 560,2 W

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