Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,7210 mm15 °C-13 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 10 mm et une surface de 4 m². Ses faces sont à 15 °C et -13 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 10 mmA = 4 m²T1 = 15 °CT2 = -13 °C
Q̇ = W
2.Facile
Laine minérale, k = 0,04250 mm18 °C-14 °Cq″ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 250 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 18 °C et -14 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 18 °CT2 = -14 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Brique, k = 0,72250 mmVerre, k = 0,96150 mm21 °C7 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de brique et de 150 mm de verre, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 21 °C et 7 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 21 °CT3 = 7 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035150 mmVerre, k = 0,9675 mm15 °C-2 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 150 mm de polystyrène expansé et de 75 mm de verre, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 15 °C et -2 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 150 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 15 °CT3 = -2 °C
Ti = °C
5.Difficile
Polystyrène expansé, k = 0,035250 mmPlaque de plâtre, k = 0,1750 mmpièce 22 °Cextérieur -5 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de polystyrène expansé et 50 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -5 °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 15 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 15 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -5 °C
Ts = °C
6.Difficile
Bois, k = 0,17150 mmLaine minérale, k = 0,0425 mmpièce 21 °Cextérieur 4 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de bois et 25 mm de laine minérale sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 4 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 8 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 8 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 4 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 8064 W
  2. 2. q″ = 5,12 W/m²
  3. 3. Q̇ = 222,5 W
  4. 4. Ti = −1,696 °C
  5. 5. Ts = 21,56 °C
  6. 6. Ts = 19,68 °C

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