Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mm17 °C8 °CQ̇ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 150 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 17 °C et 8 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 150 mmA = 6 m²T1 = 17 °CT2 = 8 °C
Q̇ = W
2.Facile
Brique, k = 0,72150 mm23 °C4 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 150 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 23 °C et 4 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T1 = 23 °CT2 = 4 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,0450 mmBois, k = 0,17150 mm20 °C10 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de laine minérale et de 150 mm de bois, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et 10 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 20 °CT3 = 10 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mm19 °C8 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 50 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 4 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et 8 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²T1 = 19 °CT3 = 8 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmLaine minérale, k = 0,0425 mmpièce 20 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 150 mm de polystyrène expansé et 25 mm de laine minérale sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 0 °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 12 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 12 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 0 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Béton, k = 1,4200 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 21 °Cextérieur 2 °CQ̇

Un mur de 200 mm de béton et 150 mm de brique sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 2 °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 10 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 200 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 10 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 2 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 12,6 W
  2. 2. Q̇ = 1368 W
  3. 3. Q̇ = 56,28 W
  4. 4. Q̇ = 10,88 W
  5. 5. Q̇ = 47,19 W
  6. 6. U = 1,814 W/(m²·K)

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