ECHANGES THERMIQUES Une approche pragmatique, appliquée, pour le métier de l’ingénieur. De nombreux exemples ( T D).

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1 ECHANGES THERMIQUES Une approche pragmatique, appliquée, pour le métier de l’ingénieur. De nombreux exemples ( T D).

2 BIBLIOGRAPHIE ELEMENTS DES ECHANGES THERMIQUES L WEIL Gauthier_Villard
HEAT TRANSFER J P HOLMAN McGraw-Hill LA TRANSMISSION DE LA CHALEUR A B De VRIENDT Gaêtan Morin Vol 1 Tome1 La conduction Vol 1 Tome2 Introduction au Rayonnement Vol 2 La conduction suite et appendices TRANSFERTS THERMIQUES Mécanique des fluides anisothermes J TAINE , J P PETIT Dunod Université TRANSFERT DE CHALEUR J CRABOL Masson Tome1 Les principes Tome 2 Applications industrielles Tome 3 Corrigés de problèmes

3 Les trois grands modes d’échanges de chaleur I-Introduction
La Conduction à travers la matière T2 T1 Q

4 Les trois grands modes d’échanges de chaleur I-Introduction
La Conduction à travers la matière Le Rayonnement Vide Air

5 Les trois grands modes d’échanges de chaleur I-Introduction
La Conduction à travers la matière Le Rayonnement La Convection par déplacement de matière

6 II-La Conduction k est la conductivité thermique
a-Cas à une dimension : ex le mur Les isothermes sont des plans perpendiculaires à ox La puissance transmise q est proportionnelle : à la Surface d’échange A au gradient de température o x A   q  k est la conductivité thermique

7 II-La Conduction a-Cas à une dimension : ex le mur [k]=W/Km
Les isothermes sont des plans perpendiculaires à ox La puissance transmise q est proportionnelle : à la Surface d’échange A au gradient de température o x A    q [q]=W=J/s [A]=m2 [dT/dx]=K/m [k]=W/Km

8 II-La Conduction a - Cas à une dimension : ex le mur
b - Cas général : milieu isotrope et homogène k est la conductivité thermique

9 II-La Conduction a - Cas à une dimension : ex le mur
b - Cas général : milieu isotrope c - Equation de bilan d’énergie qx qx +dqx o x La quantité de chaleur emmagasinée pendant un temps dt est donc qx dt-(qx +dqx)dt

10 II-La Conduction a - Cas à une dimension : ex le mur
b - Cas général : milieu isotrope c - Equation de bilan d’énergie qy+dqy qx qx +dqx La quantité de chaleur emmagasinée pendant un temps dt est donc o x y z qy (qx+qy+qz ) dt-( qx+dqx + qy+dqy + qz+dqz) dt

11 II-La Conduction c - Equation de bilan d’énergie qx qx +dqx o x y z qy
a - Cas à une dimension : ex le mur b - Cas général : milieu isotrope c - Equation de bilan d’énergie qx qx +dqx o x y z qy qy+dqy densité volumique de source de chaleur La quantité de chaleur emmagasinée pendant un temps dt est donc

12 II-La Conduction c - Equation de bilan d’énergie qy+dqy z qx qx +dqx o
a - Cas à une dimension : ex le mur b - Cas général : milieu isotrope c - Equation de bilan d’énergie qy+dqy z qx qx +dqx o x qy y Densité volumique de source de chaleur Chaleur spécifique massique La quantité de chaleur emmagasinée pendant un temps dt est donc

13 II-La Conduction c - Equation de bilan d’énergie
a - Cas à une dimension : ex le mur b - Cas général : milieu isotrope c - Equation de bilan d’énergie Comme qx , qy ,qz sont apportées par conduction Le bilan de chaleur pendant un temps dt est donc

14 III-Le Rayonnement Le nombre de photons et leur énergie dépendent : h
- de la température - de l’état de surface h T

15 III-Le Rayonnement corps noir: puissance émise dans un demi espace par une surface A à une température T Loi de Stephan [q]=W=J/s [A]=m2 []=W/K4m2 [T]=K Constante de Stephan -4m-2

16 III-Le Rayonnement corps gris : rayonne de manière isotrope
 représente l’émissivité de la surface 

17 IV-La Convection Tp T∞ Processus d’échange avec déplacement de matière

18 IV-La Convection q=hA(Tp-T∞)
La puisance transmise q est proportionnelle : - à la surface d’échange A - à l’écart de température entre la paroi et le fluide q=hA(Tp-T∞) [q]=W=J/s [A]=m2 [h]=W/Km2 [T]=K

19 Les trois grands modes d’échanges de chaleur V-Conclusion

20 Les trois grands modes d’échanges de chaleur V-Conclusion
Tp1 qh Tp2

21 Les trois grands modes d’échanges de chaleur V-Conclusion
Tp1 qh qk Tp2

22 Les trois grands modes d’échanges de chaleur V-Conclusion
Tp1 qh’ qh qk Tp2 En régime permanent: qh= qk= qh’ hA(Tp2-T2)= -kA(Tp2-Tp1)/ hA(T1-Tp1)

23 Les trois grands modes d’échanges de chaleur V-Conclusion
Tp1 Tp2 qh qk qh’