Fiche d’exercices de Conduction thermique avec corrigé

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1.Facile
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mm15 °C3 °Cq″ = ?

Un mur en plaque de plâtre a une épaisseur de 150 mm et une surface de 15 m². Ses faces sont à 15 °C et 3 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,17 W/(m·K)L = 150 mmA = 15 m²T1 = 15 °CT2 = 3 °C
q″ = W/m²
2.Facile
Verre, k = 0,96200 mm15 °C-9 °Cq″ = ?

Un mur en verre a une épaisseur de 200 mm et une surface de 20 m². Ses faces sont à 15 °C et -9 °C. Trouvez la densité de flux de chaleur q″ à travers le mur.

k = 0,96 W/(m·K)L = 200 mmA = 20 m²T1 = 15 °CT2 = -9 °C
q″ = W/m²
3.Moyen
Béton, k = 1,4150 mmPolystyrène expansé, k = 0,03550 mm22 °C-6 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de béton et de 50 mm de polystyrène expansé, avec une surface de 6 m². Les faces extérieures sont à 22 °C et -6 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²T1 = 22 °CT3 = -6 °C
Q̇ = W
4.Moyen
Plaque de plâtre, k = 0,17150 mmBois, k = 0,17100 mm20 °C-9 °CQ̇ = ?

Un mur est composé de 150 mm de plaque de plâtre et de 100 mm de bois, avec une surface de 20 m². Les faces extérieures sont à 20 °C et -9 °C. Trouvez le flux de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 20 °CT3 = -9 °C
Q̇ = W
5.Difficile
Béton, k = 1,4150 mmBois, k = 0,1775 mmpièce 21 °Cextérieur -8 °CTs​ = ?Q̇

Un mur de 150 mm de béton et 75 mm de bois sépare une pièce à 21 °C de l’air extérieur à -8 °C. Les coefficients de convection valent 10 W/(m²·K) à l’intérieur et 25 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 = 150 mm, k1 = 1,4 W/(m·K)L2 = 75 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 4 m²hi = 10 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -8 °C
Ts = °C
6.Difficile
Brique, k = 0,72250 mmPlaque de plâtre, k = 0,17150 mmpièce 22 °Cextérieur 0 °CQ̇ = ?

Un mur de 250 mm de brique et 150 mm de plaque de plâtre sépare une pièce à 22 °C de l’air extérieur à 0 °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 20 m². Trouvez la perte de chaleur Q̇ à travers le mur.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 150 mm, k2 = 0,17 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 22 °CTout = 0 °C
Q̇ = W

Corrigé

  1. 1. q″ = 13,6 W/m²
  2. 2. q″ = 115,2 W/m²
  3. 3. Q̇ = 109,4 W
  4. 4. Q̇ = 394,4 W
  5. 5. Ts = 16,79 °C
  6. 6. Q̇ = 315,9 W

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