Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,0410 mm25 °C10 °CQ̇ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 10 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 25 °C et 10 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 10 mmA = 6 m²T1 = 25 °CT2 = 10 °C
Q̇ = W
2.Facile
Béton, k = 1,4150 mm22 °C-14 °CQ̇ = ?

Un mur en béton a une épaisseur de 150 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 22 °C et -14 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 20 m²T1 = 22 °CT2 = -14 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Bois, k = 0,17100 mmPlaque de plâtre, k = 0,1725 mm21 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de bois et de 25 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 21 °CT3 = -12 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Béton, k = 1,450 mmBrique, k = 0,72150 mm20 °C1 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de béton et de 150 mm de brique, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et 1 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 20 °CT3 = 1 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,04150 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 21 °Cextérieur 2 °CQ̇

Un mur de 150 mm de laine minérale et 150 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 2 °C. Les coefficients de convection valent 8 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 12 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Bois, k = 0,17150 mmBéton, k = 1,4150 mmpièce 20 °Cextérieur -2 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de bois et 150 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -2 °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 12 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -2 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 360 W
  2. 2. Q̇ = 6720 W
  3. 3. Q̇ = 897,6 W
  4. 4. Q̇ = 1168 W
  5. 5. U = 0,2429 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 18,07 °C

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