[PDF] Présentation PowerPoint IV- CONVECTION THERMIQUE. 1- Introduction.





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I- Généralités II- Conduction III- Rayonnement IV- Convection V

II.A.- Loi de Fourier. II- Conduction. TRANSFERTS THERMIQUES 1 - Flux par conduction reçu par un volume V délimité par une surface S.



TRANSFERTS THERMIQUES

II. Conduction en régime permanent sans dissipation interne de chaleur . Le transfert de chaleur par rayonnement entre deux corps séparés par du vide ou ...



MTTH.pdf

II-6-3) Solution de l'équation générale de conduction pour les ailettes unidimensionnelles conduction convection et rayonnement thermique.



thermique.pdf

Effusivité thermique f. Facteur de forme de rayonnement. F. Coefficient de forme de conduction. Fo. Nombre de Fourier g. Accélération de la pesanteur.



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IV- CONVECTION THERMIQUE. 1- Introduction. 2- Convection naturelle. 3- Convection forcée. V- TRANSFERTS THERMIQUES PAR RAYONNEMENT. 1- Généralité.



Sommaire

II.2 Conduction de la chaleur dans une même phase . convection. Dans le chapitre IV nous décrivons la structure du rayonnement thermique (radiation).



Diapositive 1

21 sept. 2020 Généralités sur les transferts thermiques. 2. Conduction. 3. Convection. 4. Application aux échangeurs de chaleur. 5. Rayonnement.



COURS DE TRANSFERTS THERMIQUES Philippe Marty 2012-2013

Ce cours constitue une introduction `a la conduction et au rayonnement. La convection n'y est pas abordée. 4. Page 6. Chapter 2.



Les Échangeurs Thermiques

IV. Les échangeurs à faisceaux complexes. 1. Généralités. 2. Échangeurs 1-2 •Le transfert thermique ne s'effectue que par convection et conduction.



TRANSFERT THERMIQUE T.E.C 368 Filière : GENIE MECANIQUE

Chapitre III : anges entre surfaces grises. Chapitre IV : rayonnement combiné avec la convection et la conduction. Intitulé : MOTEUR A COMBUSTION INTERNE 

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Thermique

Notions fondamentales

Jean-Martial Cohard

Jean-martial.cohard@ujf-grenoble.fr

Thermique :

Introduction

climatisationEau chaude chauffagePourquoi étudier la thermique en génie civil ?

Le confort est il

la seule raison ? ...

Thermique :

Introduction

Quelle facture pour notre petit confort ?

Consommation énergétique

Par secteur en Mtep (million de tonnes équivalent pétrole) = 41,868 PJ

Facture énergétique

par énergie en Milliard de francs courants

Source :www.industrie.gouv.fr/energie

Thermique :

Introduction

L'évolution de la consommation pour

le secteur résidentiel tertiaire pourcentage de la consommation d'énergie pour le secteur résidentiel

33.13%31.28%29.53%

26.73%25.65%25.20%25.72%25.27%

0% 20% 40%

19701973197919851990199520002004

consomation par énergie pour le secteur résidentiel tertiaire 0.00 20.00 40.00
60.00
80.00

100.00

120.00

bois

électricité (tep)

charbon (tep) pétrole (tep) gaz (tep)

Thermique :

Introduction

Les réactions pour alléger les charges :

Mise en place de réglementation

1974

Naissance du coefficient G

(G comme "déperditions

Globales")1976

1ère réglementation pour

le secteur non résidentiel,

Apparition du coefficient G11980

Lancement du 1er label :

le Label Haute Isolation1982

Arrivée du coefficient B

(B comme "Besoins de chauffage"). Les niveaux d'isolation du Label Haute

Isolation deviennent

obligatoires pour tous les logements. Fait nouveau : les apports solaires sont déduits des déperditions pour calculer les besoins de chauffage1983

Lancement des labels

Haute Performance

Energétique (HPE) et

Solaire1988

Introduction du coefficient

C (C comme

"Consommations") ;1er renforcement de la réglementation pour le secteur non résidentiel ; progression des labels HPE et Solaire

L'exigence réglementaire

porte désormais sur la consommation C,Economies cumulées depuis 1986

Par secteur en Mtep

Source :www.industrie.gouv.fr/energie

Thermique :

Introduction

Lutter contre l'effet de serre

Les prévisions pour 2010 sont de l'ordre

de 122 Mt pour le bâtiment

Le protocole de Kyoto préconise un retour

au niveau de 1990 pour le total

Pour le secteur bâtiment L'effort

d'économie représente 16,6% du total des émissionsémission de CO2 en Million de tonnes 368
440
541
624

555574

0 100
200
300
400
500
600
700
800
900

2001 (e)

200220032004

secteur batimenttotal France

Thermique :

Introduction

Les enjeux d'aujourd'hui :

La RT 2000 ... 2005 ... 2012

1 Un enjeu planétaire

Lutter contre l'effet de serre

2 Un enjeu social

Maîtriser les loyers et les charges

Pour que chacun puisse trouver un logement

correspondant à ses capacités financières, Les préoccupations actuelles d'économie d'énergie intègrent elles aussi cet aspect.3 Un enjeu de compétitivité

Etre présent sur le marché

européen et à l'international

4 Un enjeu de simplification

Favoriser l'application de la

réglementation et l'innovation.

Thermique :

Introduction

Principes de la RT2000

• Des exigences à satisfaire : • Des outils de calcul pour les coefficients Ubat (W/K.m2), C, ... • Des solutions technologiques agréées pour satisfaire la réglementation • Deux démarches possibles-Consommation C < Cref -Température Tic Utiliser les logiciels de calcul pour optimiser les installations

Thermique :

Introduction

Objectifs du cours

comprendre les processus d'échange thermique entre différents milieux pour : • décoder les coefficients proposés par la réglementation, • Choisir des matériaux isolants, • Concevoir des éléments de structure pour casser les ponts thermiques, • Estimer le séchage d'un ouvrage en béton,

Thermique :

Introduction

Plan du cours

I-INTRODUCTION

II- QUELQUES DEFINITIONS DE THERMIQUE

1- Les grandeurs thermiques

2- Les modes de transmission de la chaleur

III-CONDUCTION THERMIQUE

1- Régime permanent

2- Régime transitoire

3- Analogie avec l'électricité

IV-CONVECTION THERMIQUE

1- Introduction

2- Convection naturelle

3- Convection forcée

V-TRANSFERTS THERMIQUES PAR RAYONNEMENT

1- Généralité

2- Quelques définitions

3- Interaction rayonnement-matière

4- Rayonnement électromagnétique et température

5- Lois fondamentales du rayonnement

6- Transfert par rayonnement entre surfacesQT1T2

T1> T2

TST¥ < TS

Mouvement de fluide

forcé ou induit par DTQ T1T2 Q La grande Ennéade d'Héliopolis nous renseigne sur le sujet : •Rê-Atoum - le dieu solaire créateur de l'univers •Sekhmet - une déesse qui évoque la toute puissance des radiations solaires. Elle incarne l'oeil flamboyant de l'astre solaire •Tefnout - la chaleur, le souffle humide, une incarnation de SekhmetThermique :

Introduction

Qu'est-ce que la chaleur?

Thermique :

Introduction

Qu'est-ce que la chaleur?

-Joseph Black (1728 - 1799) est plus éloquent •La théorie calorique: un fluide invisible, indestructible et sans masse qui migre d'un corps chaud vers un corps plus froid. -Antoine Lavoisier (1743 - 1794) nous renseigne •"un fluide très subtil, très élastique, qui environne de toutes parts la planète que nous habitons, qui pénètre avec plus ou moins de facilité les corps qui la composent, et qui tend lorsqu'il est libre, à se mettre en équilibre dans tous ».

Thermique :

Introduction

Qu'est-ce que la chaleur?

Benjamin Thompson (1753 - 1814)

" It is hardly necessary to add, that anything which any insulated body [...] can continue to furnish without limitation, cannot be a material substance; and it appears to me to be extremely difficult, if not quite impossible, to form any distinct idea of anything capable of being excited and communicated in the manner the heat was excited and communicated in these experiments, except it be motion. »

James P. Joule (1818 - 1889)

Illustration du premier

principe de la thermodynamique :

DU = W + Q

Thermique :

Introduction

Qu'est-ce que la Température?

T1 La température caractérise l'état d'énergie de la matière : l'agitation des molécules pour un fluide,

Les vibrations des atomes pour les solides

Thermique :

Introduction

Les modes de transmission de la chaleur

QT1T2

T1> T2

Conduction thermique

échange de chaleur entre deux

points d'un solide ou encore d'un liquide (ou d'un gaz) immobile et opaque. L'énergie de vibration (ou d'agitation) se transmet d'atome à atome (de molécule à molécule).

C'est un transfert lent. TST¥ < TS

Mouvement de fluide

forcé ou induit par DTQ

Conduction thermique

transfert de chaleur dans la matière avec mouvement macroscopique de la matière. Ce type de transfert n'intervient que pour les liquides et les gaz (C'est le fluide en mouvement qui transporte de la chaleur). T1T2 Q

Rayonnement

échange de chaleur entre deux parois séparées par un milieu transparent ou semi-transparent. Les matériaux ont la propriété d'absorber ou d'émettre des photons qui emporte l'énergie. L'énergie emportée ou absorbée fait varier la température du matériaux. Il s'agit d'un transfert à distance quasi-instantané sans nécessité de support matériel.

Thermique :

Introduction

Chaleur latente, chaleur sensible

T1 T2 Tf Tf

Q1®2 = m.cp.(T1 - T2)

cp : chaleur spécifiqueT0 = 0° = cste

T0 = 0° = cste

Q = m.L

L : coef de chaleur

latente m : masse des glaçons

Thermique :

Introduction

Plan du cours

I-INTRODUCTION

II- QUELQUES DEFINITIONS DE THERMIQUE

1- Les grandeurs thermiques

2- Les modes de transmission de la chaleur

III-CONDUCTION THERMIQUE

1- Régime permanent

2- Régime transitoire

3- Analogie avec l'électricité

IV-CONVECTION THERMIQUE

1- Introduction

2- Convection naturelle

3- Convection forcée

V-TRANSFERTS THERMIQUES PAR RAYONNEMENT

1- Généralité

2- Quelques définitions

3- Interaction rayonnement-matière

4- Rayonnement électromagnétique et température

5- Lois fondamentales du rayonnement

6- Transfert par rayonnement entre surfacesQT1T2

T1> T2

TST¥ < TS

Mouvement de fluide

forcé ou induit par DTQ T1T2 Q

Conduction

thermique

Qu'est ce que la conduction

QT1T2

T1> T2Dans les liquides :

Agitation moléculaire

(mouvement brownien)Dans les solides :

Vibration des molécules

QT1T2

T1> T2

Conduction

thermique

Notre appréciation de la conduction

La céramique nous paraît chaude

lorsqu'elle est vide à température ambiante. Elle conduit mal la chaleur de notre main. De même lorsqu'elle est pleine de café chaud, on ne se brûle pas (trop) les doigts ...La cuillère en argent nous paraît fraîche lorsqu'elle est à température ambiante. Elle conduit bien la chaleur de notre main, et l'emporte facilement pour augmenter sa température. De même lorsqu'elle est dans le café chaud, elle s'échauffe rapidement ...

Conduction

thermique

Régime permanent, régime transitoire

Régime permanent :

T1, T(x), T2, sont constant

. La température ne varie pas au court du temps. T1T2

P1®2dS

T(x) xyz xT(x) T1

T2Régime transitoire :

Exemple : une barre à la température T2

dont une extrémité est plongée subitement à la température T1. La température T(x) dans la barre varie en fonction du temps. T1T2

P1®2dS

T(x) xz xT(x) T1

T2t1t3t2t4

Conduction

thermique

Régime permanent : Joseph FOURIER

Rien ne prédestinait Joseph Fourier à connaître une telle célébrité. Né en

1768 dans une famille modeste, il se révèle très tôt doué pour les lettres et

les sciences. Mais c 'est l'étude des mathématiques qui provoque chez lui enthousiasme et passion. En 1789, il viendra à Paris, devant l'Académie, lire son premier mémoire sur les équations algébriques. Joseph Fourier va ensuite enseigner à Auxerre puis deviendra élève de la promotion de l'Ecole Normale de l'an 3, enseignera les mathématiques à l'Ecole Polytechnique. Il participera ensuite à l'expédition d'Egypte et sera chargé à son retour en France, d'écrire la préface historique de l'ouvrage qui regroupe l'ensemble des observations faites au cours de l'expédition. C'est en 1802, que Joseph Fourier est nommé Préfet de l'Isère. Grâce à sa puissance de travail, il réalisera au cours de son mandat de grands travaux : assèchement des marais de Bourgoin, tracé de la route de Grenoble à Turin. Il prêtera aussi une grande attention à tous les niveaux de l'enseignement mis en place dans les lycées (1804) et la faculté des Sciences (1811) qui porte aujourd'hui son nom. De retour à Paris, il entrera à l'Académie en 1816, tout en continuant ses travaux de recherche concernant la propagation de la chaleur, les températures du globe terrestre et des espaces planétaires, constituant son oeuvre sous le titre " Théorie analytique de la chaleur ". En 1826, il entre à l'Académie Française et, malgré sa maladie, travaillera inlassablement jusqu'à la fin de sa vie. Il meurt le 17 Mai 1830.

Conduction

thermique

Régime permanent : Loi de FOURIER

Pint®extTextTint > Text

Pint®ext = dQint®ext /dt = - l.S/L . (T ext - Tint) Pint®ext est le flux de chaleur à travers la surface SSMur

LIntérieurExtérieur

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