Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Bois, k = 0,17250 mm22 °C2 °Cq″ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 250 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 22 °C et 2 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 250 mmA = 15 m²T1 = 22 °CT2 = 2 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Bois, k = 0,17200 mm20 °C-4 °CQ̇ = ?

Un mur en bois a une épaisseur de 200 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 20 °C et -4 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 200 mmA = 12 m²T1 = 20 °CT2 = -4 °C
Q̇ = W
3.Moyen
Laine minérale, k = 0,04100 mmBois, k = 0,1775 mm19 °C-5 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de laine minérale et de 75 mm de bois, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 19 °C et -5 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 19 °CT3 = -5 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,04250 mmVerre, k = 0,9650 mm16 °C-3 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 250 mm de laine minérale et de 50 mm de verre, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 16 °C et -3 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 16 °CT3 = -3 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Bois, k = 0,17150 mmVerre, k = 0,9625 mmpièce 22 °Cextérieur -3 °CQ̇

Un mur de 150 mm de bois et 25 mm de verre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -3 °C. Les coefficients de convection valent 6 W/(m²·K) à l’intérieur et 20 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 6 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 6 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -3 °C
U = W/(m²·K)
6.Difficile
Laine minérale, k = 0,04250 mmBéton, k = 1,475 mmpièce 20 °Cextérieur -8 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de laine minérale et 75 mm de béton sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -8 °C. Les coefficients de convection valent 7,7 W/(m²·K) à l’intérieur et 30 W/(m²·K) à l’extérieur, et la surface du mur est de 4 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 4 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -8 °C
Ts = °C

Corrigé

  1. 1. q″ = 13,6 W/m²
  2. 2. Q̇ = 244,8 W
  3. 3. Q̇ = 48,96 W
  4. 4. Q̇ = 60,3 W
  5. 5. U = 0,8888 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 19,44 °C

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