Staedy Conduction Heat Transfer.pdf
temperature difference is the driving force for heat transfer Rconv is the thermal resistance of the surface against heat convection or simply the.
Basics of Thermal Resistance and Heat Dissipation
the quotient of the temperature difference between two given points by the heat flow between paths through the conduction radiation
CHAPTER 5 HEAT TRANSFER THEORY Heat transfer is an
rate of heat transfer = temperature difference/ heat flow resistance of medium transferred in three ways: by conduction by radiation and by convection.
Convection Conduction & Radiation
The third way to transfer energy is by radiation which involves absorbing or giving off electromagnetic waves. As long as there is a temperature difference in
Forced Convection Heat Transfer
Convection heat transfer is complicated since it involves fluid motion as well as heat conduction. The fluid motion enhances heat transfer (the higher the
STEADY HEAT CONDUCTION
where the rate of conduction heat transfer cond wall and the wall area A are to convection in terms of a temperature difference.
Conduction Heat Transfer Notes for MECH 7210
the convection rate law represents a phenomenological relation between surface heat flux and the difference in surface and ambient temperature.
Natural Convection.pdf
the fluid velocity associated with natural convection is relatively low the heat transfer heat transfer would be by conduction only and its.
Numerical Simulation by Finite Difference Method of 2D Convection
Oct 10 2015 This work will be used difference method to solve a problem of heat transfer by conduction and convection
[PDF] La convection
En réalité il s'agit d'une combinaison du phénomène de conduction avec celui de transfert de matière • On distingue deux types de convection: • Convection
[PDF] Transferts thermiques Conduction - Convection Rayonnement
A l'inverse de la conduction thermique (de type « diffusif ») la convection correspond à des transports supportés par des mouvements macroscopiques de la
[PDF] Transferts de chaleur par convection
- Au voisinage immédiat de la surface le transfert se fait par conduction ; - Loin de la surface le transfert résulte aussi du déplacement du fluide
[PDF] I- Généralités II- Conduction III- Rayonnement IV- Convection V
C'est le transfert de chaleur par des courants de fluides liquides ou gazeux Ce phénomène peut se développer naturellement les différences de potentiel
[PDF] thermiquepdf
1 3 2 1 Conduction C'est le transfert de chaleur au sein d'un milieu opaque sans déplacement de matière sous l'influence d'une différence de température
[PDF] Transferts thermiques conductifs et conducto-convectifs - AlloSchool
La convection est un mode de transfert thermique impliquant un déplacement macroscopique de matière en général des fluides liquides ou gazeux L'exemple le
[PDF] TRANSFERTS THERMIQUES
La convection est un mode de transfert de chaleur qui met en jeu en plus de la conduction le mouvement macroscopique de la matière Ce phénomène se produit au
[PDF] P10-1-Conduction et convection
1 avr 2010 · Dans un fluide la conduction s'accompagne d'un processus de transfert thermique généralement plus efficace : la convection L'énergie est alors
C'est quoi la différence entre la conduction et la convection ?
Dans la conduction, l'énergie thermique est transférée sans transport de matière, par propagation de proche en proche. Dans la convection, l'énergie thermique est transférée gr? à des mouvements de matière liés à des différences de densité.Quelle est la différence entre les 3 modes de transfert thermique ?
la conduction ou diffusion : le transfert d'énergie entre objets en contact physique ; la convection : le transfert d'énergie entre un objet et son environnement, dû à un mouvement fluide ; le rayonnement : le transfert d'énergie par l'émission de rayonnement électromagnétique.Comment expliquer la convection ?
En mécanique des fluides, la convection est un transfert d'énergie thermique qui s'accompagne d'un transport de la matière à l'état de fluide. Ce fluide peut être un gaz ou un liquide. La convection induit un déplacement global de la matière.- Explication de la conduction
La conduction se définit par une transmission de chaleur de proche en proche dans un matériau comme le métal. En effet, les métaux sont de bons conducteurs de chaleur.
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 T3 f T1 T2 f T1 T2 f Tn Tn+1 f On apllique pour chaque couche le modèle précédent D= =F-=F+ Niii T N i iN ii ii i iii SRT
RTTTTSTxTTxT
...1T ...1 11 11R )(
ld dl d T1 Tn+1 Cylindre creux homogène, régime stationnaire, conductivité constante0)(1)(0T
22rrT r rrT
22111lnlnln0
TTrrTTrrCruru
drdu drdTu 21121122121
121lnlnlnln)( rrrTTTCrrTTCCrCrT lpp lfl l.. 2lnR2 ln1)(ln)()(ln ln)(
12121221121211LrrrL
rrrTTRrSrrTT rrS drdTrSrrrrTTTrTD=D==F-
=-=F--= r1r2 T1 T2 -FFFFer R sont indépendant de r- On utilise souvent une puissance linéaire linéique F l=Fpour 1 m de tuyau (L = 1 m) L Cylindre creux homogène à N couches, régime stationnaire, conductivité l iconstante r1r2 r3 On apllique pour chaque couche le modèle précédent +=D=F- =-==-=F- =F+NiinnT
TN Niinn nnnnniiii ii i ii iiLrrRTRTTLrr
TTLrrTTLrrrrTTLT
rrrrTT rT ..1111..11 1 1211121
11 1 2ln12 ln 2 ln...2ln1ln 2ln lnlnln lplp lplplpFFFFest indépendant de r il se conserve au passage de N couches
Exemple : canalisation calorifugées
Mur homogène, régime stationnaire, conductivité constante, CL Dirichlet + Neumannquotesdbs_dbs13.pdfusesText_19[PDF] tp conduction convection terminale s
[PDF] flux géothermique moyen
[PDF] triangle quelconque propriété
[PDF] somme des cotés d'un triangle rectangle
[PDF] triangle quelconque définition wikipedia
[PDF] relations trigonométriques dans un triangle rectangle
[PDF] exercice calcul ipc
[PDF] taux d'inflation au maroc depuis 1980
[PDF] taux d'actualisation maroc 2017
[PDF] indice des prix ? la consommation définition
[PDF] probabilité de a et b
[PDF] calculer p(a)
[PDF] prix de l'électricité au kwh
[PDF] combien de kwh par jour en moyenne