echange de chaleur: la conduction correction exercices 2

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ECHANGE DE CHALEUR: LA CONDUCTION
CORRECTION EXERCICES 2
Exercice 1
Flux traversant 1m² de vitre :
Résistance thermique d’1m² de vitre :
Flux traversant 1m² de mur de briques :
Résistance thermique d’1m² de mur de briques :
Analyse des résultats : Pour une même surface et un même écart de température, le flux perdu par la
vitre est 100 fois plus élevé que celui perdu par le mur de briques dont la conductivité est plus faible et
dont l’épaisseur est beaucoup plus élevée que celle de la vitre.
EXERCICE 2
Le double vitrage est constitué de trois résistances thermiques en série.
G.I. D4.13/Chapitre 3– La conduction
Cours de Richard MATHIEU 1
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Le flux traversant ce double vitrage est donné par :
A.N. :
Φdouble vitrage = 9,8 W
Remarque sur le profil de température (voir figure):
La résistance thermique de l'air est 100 fois plus élevée que celle de chaque vitre, la chute de
température dans l'air sera 100 fois plus élevée que dans chaque vitre, c'est à dire :
Θint - Θ v1 = R v x Φ = 0,005 x 9,8 = 0,049 °C
Θv1 - Θv2 = R a x Φ = 0,5 x 9,8 = 4,9 °C
Θ v2 - Θext = R v x Φ = 0,005 x 9,8 = 0,049 °C
Comparons le flux traversant le double vitrage à celui traversant une seule vitre en verre pour une même
surface et une même différence de température.
A.N. :
Φsimple vitre = 1000 W
Conclusion : Si on considère uniquement les échanges par conduction, le double vitrage permet de
réduire 100 fois les pertes thermiques à travers la vitre. Ceci est surtout dû à la résistance thermique très
élevée de la couche d'air car l'air a une faible conductivité thermique .
EXERCICE 3
a) La résistance thermique du tube pour une longueur de 1 m est :
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donc R = 1,038.10-3 °C.W-1
Le flux traversant par conduction un tube de 1m de longueur est :
donc Φ = 105,97 W
EXERCICE 4
a) La résistance thermique de la couche de tartre Rt pour une longueur de 1 m est :
avec rt = r1 – épaisseur couche de tartre
donc Rt = 1,614.10-2 °C.W-1
La résistance équivalente du tube entartré est la somme de la résistance de la couche de tartre et de la
résistance du tube en acier calculée précédemment soit :
Rtotale = Rtube acier + Rtartre = 1,038.10-3 + 1,614.10-2 = 1,718.10-2 °C.W-1
c) Le flux traversant le tube entartré de 1m de longueur est :
donc Φ = 6,4 W
Analyse des résultats:
La présence du tartre réduit le flux à 6 W alors qu'en absence de tartre il était de 106 W.
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