Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Laine minérale, k = 0,04100 mm22 °C-15 °Cq″ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 100 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 22 °C et -15 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 100 mmA = 6 m²T1 = 22 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Polystyrène expansé, k = 0,03550 mm24 °C-7 °Cq″ = ?

Un mur en polystyrène expansé a une épaisseur de 50 mm et une surface de 10 m². Ses faces sont à 24 °C et -7 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,035 W/(m·K)L = 50 mmA = 10 m²T1 = 24 °CT2 = -7 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Polystyrène expansé, k = 0,035100 mmLaine minérale, k = 0,0450 mm25 °C-11 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 100 mm de polystyrène expansé et de 50 mm de laine minérale, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -11 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,035 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 25 °CT3 = -11 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Laine minérale, k = 0,04150 mmBrique, k = 0,7225 mm25 °C-14 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de laine minérale et de 25 mm de brique, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -14 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 25 °CT3 = -14 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Plaque de plâtre, k = 0,17200 mmBrique, k = 0,7225 mmpièce 20 °Cextérieur 3 °CQ̇ = ?

Un mur de 200 mm de plaque de plâtre et 25 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à 3 °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 15 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 200 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 15 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = 3 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmBéton, k = 1,4150 mmpièce 22 °Cextérieur 0 °CQ̇

Un mur de 100 mm de verre et 150 mm de béton sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 0 °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 8 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 100 mm, k1 = 0,96 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 20 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 0 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. q″ = 14,8 W/m²
  2. 2. q″ = 21,7 W/m²
  3. 3. Q̇ = 87,65 W
  4. 4. Q̇ = 61,83 W
  5. 5. Q̇ = 184 W
  6. 6. U = 2,337 W/(m²·K)

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