Le rayonnement thermique
En pratique on ne s'intéresse souvent qu'à une fraction de l'énergie totale émise dans une gamme choisie de longueurs d'onde (comme le visible par.
Transferts thermiques Conduction - Convection Rayonnement
On parle de conduction (ou diffusion) thermique. Page 3. Transferts thermiques transparents de cours
COURS DE TRANSFERTS THERMIQUES Philippe Marty 2012-2013
transport de chaleur porte le nom de CONVECTION thermique. Ce cours constitue une introduction `a la conduction et au rayonnement.
chapitre-4-rayonnement-thermique.pdf
Le rayonnement thermique (figure 1) concerne les ondes électromagnétiques dont la longueur d'onde couvre le spectre ultraviolet et le spectre infrarouge (0
Cours de rayonnement
L'étude de la convection. (naturelle ou forcée) est liée à l'écoulement des fluides. 1.1.3 Transfert de chaleur par rayonnement. Le rayonnement thermique est un
P10-2-Rayonnement thermique
MP – Cours de physique. Jean Le Hir 1er avril 2010. Page 1 sur 3. TRANSFERTS THERMIQUES. Chapitre 2. Rayonnement thermique. 1.1. Rayonnement d'équilibre
I- Généralités II- Conduction III- Rayonnement IV- Convection V
Transfert thermique. = Énergie en transit dû à une différence de température. Les modes de transfert de chaleur. La conduction transport d'énergie dans la
Le rayonnement thermique et la loi du Corps Noir
21 ott 2003 Résumé. Première partie du cours sur le rayonnement thermique l'effet de serre et le bilan radiatif de la Terre. Table des matières. Les ...
Bilan thermique du corps humain
Puissance conduction
Chapitre 7 :Transfert dénergie par rayonnement
4.0 International”. https://www.immae.eu/cours/ Ainsi le rayonnement thermique peut être absorbé par la matière
RAYONNEMENT THERMIQUE - elearnuniv-tlemcendz
La loi de Stefan Boltzmann permet de déterminer le flux de chaleur ? (W) émis sous forme de rayonnement par un corps de surface S (m²) dans toutes les directions de l'espace: - Avec : = 5 67 10-8W m-² K-4 Constante de Stefan
Cours 6: Le rayonnement thermique
Le rayonnement reçu du ciel est beaucoup plus faible que celui qui est émis par le véhicule ou la plante qui perd donc plus de chaleur par rayonnement infrarouge dans la direction du ciel qu’il ou elle n’en reçoit et se refroidit en conséquence en dessous de la température ambiante
Rayonnement Thermique - Technologue pro cours électricité
Rayonnement Thermique - Technologue pro cours électricité
Transferts thermiques Conduction - Convection Rayonnement
Le rayonnement thermique a pour origine le mouvement des charges électriques présentes dans la matière (qui génèrent alors une onde EM) et il est d’autant plus important que la température est élevée
1COURS DE THERMIQUE - philipperouxnexgatech
l’énergie du rayonnement thermique d’un élément de surface qui remonte à 1760 et qui semble avoir été pressentie (sinon explicitement formulée) par Kepler dès le début du XVIIe siècle toutes les lois du rayonnement thermique ont été découvertes à partir de la fin du XIXe siècle En 1879 J
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coefficient de rayonnement thermique qui n’est autre que l’inverse de la résistance thermique défini en II : h r r 1 VII RESISTANCE THERMIQUE DANS LE CAS D’UN COUPLAGE RAYONNEMENT + CONVECTION Dans un fluide les 2 mécanismes participent au transfert du flux thermique = (convection) + (rayonnement) on obtient h c h r h g r 1 1
Qu'est-ce que le rayonnement thermique ?
Il est noir, ce qui veut dire qu’il absorbe toute la lumière du soleil qu’il reçoit. Il chauffe, mais il ne fond pas; cela signifie qu'il a un moyen de se débarrasser d'une partie de l'énergie qu'il reçoit du soleil. Ce moyen est le rayonnement thermique: un rayonnement émis par les objets du simple fait de leur température.
Quel est le rôle du rayonnement thermique dans les bilans énergétiques?
Toutefois, le rayonnement thermique devra intervenir dans les bilans énergétiques comme autre cause d’échange d’énergie. Le rayonnement thermique a pour origine le mouvement des charges électriques présentes dans la matière (qui génèrent alors une onde EM) et il est d’autant plus important que la température est élevée.
Qu'est-ce que la loi du rayonnement thermique d'équilibre?
2 – Loi du rayonnement thermique d’équilibre : L’onde EM qui règne en tout point du milieu est assimilable à un gaz de photons en équilibre à la température T. Les propriétés d’un tel système sont bien décrites dans le cadre des théories statistiques et quantique.
Comment fonctionne le rayonnement?
Aux températures des applications industrielles, le rayonnement est essentiellement constitué par de l’infrarouge dont son action sur la matière est surtout thermique.
TRANSFERTS THERMIQUES
I- Généralités
TRANSFERTS THERMIQUES
Transfert thermique
Énergie en transit dû à une différence de températureLes modes de transfert de chaleur
????La conductiontransport d"énergie dans la matière sans de déplacement de matière Transport par les électrons (conducteur) ou les phonons (isolant) ?nécessite un milieu solide de transmission ?transmission faible dans les gaz????La convectiontransport d"énergie dans la matière avec déplacement de matière Transport par écoulement de fluide (liquides, gaz) / différence de masse volumique ?nécessite un milieu fluide de transmission????Le rayonnementtransport d"énergie sous forme d"ondes électromagnétiques pas de déplacement de matière pas de contact entre les objets ou milieux qui échangent l"énergie ?pas de milieu de transmission nécessaire ( dans le vide, ça marche aussi !I- Généralités
TRANSFERTS THERMIQUES
dtdQ=F Analogie avec la mécanique des fluides :Un débit fluide est un flux de matière [m 3/s] Pour obtenir un débit de fluide, il faut force motrice:une différence de pression ou d"énergie potentielle.Analogie avec l"électricité :Un débit de courant est un flux d"électrons [C/s]Pour obtenir un débit de courant, il faut force motrice:une différence de potentielle électrique
Un débit de chaleur est un flux de chaleur [J/s] Pour obtenir un débit de chaleur, il faut une force motrice: une différence de température dtdQ S1= fI- Généralités
TRANSFERTS THERMIQUES
1 2 3Déperdition d"une piscine
Capteurs solaires (production ECS)
Échangeurs de chaleur
Thermique des bâtimentsRendement dans les turbinesÉquilibre thermique de la TerreChangements climatiques
II.A.-Loi de Fourier
II- Conduction
TRANSFERTS THERMIQUES
AB Dans cette barre métallique chauffée en son extrémité A, on observe un gradient longitudinal de température T(x): T(A) > T(B) Cette différence du potentiel température T(A) - T(B) provoque un flux de chaleur F: F= hS [ T(A) - T(B) ] en J/s hest défini comme un coefficient de transfert de chaleurMilieu de propagation du flux de chaleur: un solideCause du phénomène: un écart de température
Dans le béton, la température T(M) va varie
de 26°C au contact de l"eau, à 8°C au contact du sol.Il existe donc une fonction de variation
de la températureT= T(M)
dans le milieu conduisant la chaleurPuisque la température varie dans le solide en fonction de l"endroit où on la mesure,c"est dire que:
Lorsqu"on de déplace de: M en M + dMT(M + dM) = T(M) + dT
T est une fonction des 3
variables d"espace x, y et z:Il existe donc un gradient de température:
La variation totale dT est la somme des 3 variations:et la variation totale de température est égale au produit scalaire:avec:
Cause EffetLa Loi de Fourier exprime que l"effet produit est proportionnel à sa causeprovoqueUn gradient local de températureun densité de flux de chaleur locale
W/m 2°C/mW/(m .°C)
II.B.-Champs de lignes isothermes
I- Conduction
TRANSFERTS THERMIQUES
les vecteurs densité de flux et gradient de température sont colinéaires. qui signifie que les vecteurs densité de flux sont orthogonaux aux lignes isothermes conduit donc à l"expression du produit scalaire:La Loi de Fourier:
Définition du
gradient: on a:Si:quand M + dMLignes de flux
orthogonales aux isothermesLignes isothermes
Définition de (C), une ligne isotherme: Si M Î Î Î Î (C) alors T(M) = Cte ou dTº º º º 0
II.C.-conduction en 1D (problème du mur)
I- Conduction
TRANSFERTS THERMIQUES
x = 0x = LT(x = 0) = T
0T(x = L) = T
LDans le cas général, T dépendra de l"espace: ce sera T(x, t)et la Loi de Fourier se réduit à l"équation différentielle
1 D ?une seule variable d"espace x
Flux de chaleur f f f f en W/m
2 x = 0x = LT0 > TL
TL Cause du phénomène de conduction dans le milieu: une différence de températureEffet: un Flux de chaleur
dxdTlf-= Dans cette hypothèse, rien ne dépend de la variable temps t : T(x,t)ººººT(x)
x x + dxLa température de cette tranche de matière de longueur dx demeure constante ffff(x)ffff(x + dx)Par conséquent:ffff(x)= f= f= f= f(x + dx)
Le flux de chaleur est constant
Hypothèse stationnaire
0 00 .)()()( )(TTLdxxTdxxdTdxxdxdTx LLx xLx x--=Û-=Û-=Û-= lflflflf LTTL 0 lfL"écart de température T
1- T 2 provoque un flux de chaleur à travers le mur:Ecart de température:
T1- T 2=20°C
-5°C15°C
Epaisseur du mur:
L = 0,20 m lpour le béton: l= 0,92W / (m .°C)
Flux thermique à travers le mur:
f= 0,92 x 15 / 0,20 = 69 W/m 2Puissance pour S = 5
m x 4 m = 20 m2, F= fS =
1,38 kWExemple: mur en béton
LTT21 =lf r r r r est la résistivité électrique1/llllest la résistivité thermique, inverse de la conductivité
R s"exprime en
°C/W
Analogie électrique
F=F=- F=RSLTTTT
L S l l f 2121F RTT 21
SL SL SLR rl lº==1
Différence de potentiel
Résistance thermique
r est la résistance spécifique lLSRr==. f l f rTTTT L S F= 2121r s"exprime en
°C.m²/W
Mur multicouches (1D stationnaire)
Chaque couche est caractérisée par:
sonépaisseur
ei sa conductivité li les températuresTiet T
i+1 de ses 2 faces La densité de Flux thermique est constante tout le mur: Loi du mur simple avec additivité des résistances spécifiques nnnRTT RTT 1 121=F
111211
...1 -=-==-=F∑ ni i nnnTTR TTR TTR ∑∑D D =F iii iieTSRTlII.D.-équation générale de la chaleur
I- Conduction
TRANSFERTS THERMIQUES
∫∫∫=F V dVdTcdt... r soit un apport d"énergie1 - Flux par conduction reçu par un volume V délimité par une surface S
∫∫-=F S dSnW..][rrf SC dSndtJQ...][ rrf2 - Éventuellement, apport thermique de sources de chaleur internes de densité de
puissance volumique p [W/m 3] VI dvpdtJQ..][1er principe : Qc+Qi=DU=mcDTApport d"énergie implique
une variation d"énergie du corpsLes apports peuvent être : VVS dTcdVdvpdtdSndt....... rf rr (Formule d"Ostrogradski) dvdvdivdsn. fffr rBilan thermique
V 0"=?
∫∫∫V dvtTcp rf r tTcp rf rLoi de Fourier
TÑ-=r
r lf tTcpT rl rMilieu homogène isotrope
-+D tTcp tTcpT lr ll r l rDiffusivité thermique
carl [m 2s-1]Le cuivre a une diffusivité thermique a =
1, 1 . 10
-4 m 2/s) 2222
222
11 q 22
22222
sin1sinsin1 .1 r
Régime stationnaire
0T=+D lp -D tT a 0T= DMilieu inerteRégime stationnaire+milieu inerte
Équation de Poisson
Équation de Fourier Équation de Laplace
Conditions aux limitesIndispensables pour la résolution de l"équation2 grands type (Dirichlet, Neumann)Conditions de Dirichlet :les CL imposent la température en surface (ou en un point particulier) à chaque instant
),,(sssSzyxTT -assez éloignées de la réalité (imposer une température ?!) -facilitent les calculsConditions de Neumann :les CL imposent le flux en surface à chaque instant ),,,(tzyx sssS f f -Plus réaliste (tiens compte des flux par rayonnement par exemple) -Dans le cas stationnaire, f S= f0II.E.-Modèles élémentaires
I- Conduction
TRANSFERTS THERMIQUES
Mur homogène, régime stationnaire, conductivité constante 0)(0T 22xxT 2121
0)(
TTxTTxCxCxT
=d 12211TCTTC
d ( )S RTTTS dxdTSTxTTxT lddlld =D=F-=-=F+R )(
21121
Mur homogène à N couches, régime stationnaire T2 T3quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
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