Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Brique, k = 0,72250 mm16 °C-10 °CQ̇ = ?

Un mur en brique a une épaisseur de 250 mm et une surface de 8 m². Ses faces sont à 16 °C et -10 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,72 W/(m·K)L = 250 mmA = 8 m²T1 = 16 °CT2 = -10 °C
Q̇ = W
2.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1750 mm24 °C-6 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 50 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 24 °C et -6 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 50 mmA = 20 m²T1 = 24 °CT2 = -6 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Brique, k = 0,72200 mmVerre, k = 0,9675 mm24 °C-14 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 200 mm de brique et de 75 mm de verre, avec une surface de 15 m². Les faces extérieures sont à 24 °C et -14 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 200 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 15 m²T1 = 24 °CT3 = -14 °C
Ti = °C
4.Moyen
Brique, k = 0,72150 mmPolystyrène expansé, k = 0,035100 mm17 °C-3 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de brique et de 100 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 8 m². Les faces extérieures sont à 17 °C et -3 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 17 °CT3 = -3 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Béton, k = 1,4250 mmVerre, k = 0,96100 mmpièce 21 °Cextérieur 1 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 250 mm de béton et 100 mm de verre sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à 1 °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 8 m². Trouvez la température Ts de la face intérieure du mur.

L1 = 250 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,96 W/(m·K)A = 8 m²hi = 8 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
Ts = °C
6.Difficile
Verre, k = 0,96100 mmBrique, k = 0,72150 mmpièce 20 °Cextérieur -12 °CQ̇

Un mur de 100 mm de verre et 150 mm de brique sépare une pièce à 20 °C de l’air extérieur à -12 °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 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 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²hi = 6 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 20 °CTout = -12 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 599 W
  2. 2. q″ = 102 W/m²
  3. 3. Ti = −5,659 °C
  4. 4. Q̇ = 52,19 W
  5. 5. Ts = 15,42 °C
  6. 6. U = 1,951 W/(m²·K)

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