Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,1720 mm21 °C-12 °CQ̇ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 20 mm et une surface de 12 m². Ses faces sont à 21 °C et -12 °C. Trouvez le flux de chaleur par conduction Q̇ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 20 mmA = 12 m²T1 = 21 °CT2 = -12 °C
Q̇ = W
2.Facile
Laine minérale, k = 0,04250 mm21 °C-15 °Cq″ = ?

Un mur en laine minérale a une épaisseur de 250 mm et une surface de 6 m². Ses faces sont à 21 °C et -15 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,04 W/(m·K)L = 250 mmA = 6 m²T1 = 21 °CT2 = -15 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Bois, k = 0,1750 mmBéton, k = 1,4150 mm25 °C-12 °CTi​ = ?Q̇

Un mur est composé de 50 mm de bois et de 150 mm de béton, avec une surface de 12 m². Les faces extérieures sont à 25 °C et -12 °C. Trouvez la température Ti à l’interface entre les deux couches.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 1,4 W/(m·K)A = 12 m²T1 = 25 °CT3 = -12 °C
Ti = °C
4.Moyen
Béton, k = 1,450 mmPlaque de plâtre, k = 0,17100 mm20 °C8 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 50 mm de béton et de 100 mm de plaque de plâtre, avec une surface de 10 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et 8 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 10 m²T1 = 20 °CT3 = 8 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Laine minérale, k = 0,04250 mmBois, k = 0,17100 mmpièce 22 °Cextérieur -2 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de laine minérale et 100 mm de bois sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -2 °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 6 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,04 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -2 °C
Q̇ = W
6.Difficile
Béton, k = 1,450 mmBois, k = 0,17150 mmpièce 22 °Cextérieur -1 °CQ̇

Un mur de 50 mm de béton et 150 mm de bois sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à -1 °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 20 m². Trouvez le coefficient de transmission thermique global U du mur.

L1 = 50 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = -1 °C
U = W/(m²·K)

Corrigé

  1. 1. Q̇ = 3366 W
  2. 2. q″ = 5,76 W/m²
  3. 3. Ti = −2,12 °C
  4. 4. Q̇ = 192,3 W
  5. 5. Q̇ = 20,55 W
  6. 6. U = 0,9192 W/(m²·K)

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