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TD T STI2D Conduction Thermique : Exercices
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TRANSFERTS THERMIQUES Transfert thermique = Énergie en transit dû à une différence de température Les modes de transfert de chaleur La conduction transport 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
Transferts thermiques – Fiche de cours
L’énergie thermique se transmet de proche en proche sans déplacement de matière b Transfert thermique par convection L’énergie thermique se transmet avec déplacement de matière c Transfert thermique par rayonnement L’énergie thermique se transmet avec un rayonnement électromagnétique 4 Le flux thermique a Définition
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La réglementation thermique 2005 s’applique à tous les bâtiments neufs dont le permis de construire a été déposé après le 1er septembre 2006 La RT 2005 met en place des valeurs de référence pour chaque poste de dépenses énergétiques
Quels sont les trois modes de transfert thermique ?
Prévoir le sens d'un transfert thermique. Caractériser qualitativement les trois modes de transfert thermique : conduction, convection, rayonnement. Exploiter la relation entre flux thermique, résistance thermique et écart de température, l'expression de la résistance thermique étant donnée.
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?U=m?Lunité en ( J) 3. Les transferts thermiques a. Transfert thermique par conduction L’énergie thermique se transmet de proche en proche sans déplacement de matière. b. Transfert thermique par convection L’énergie thermique se transmet avec déplacement de matière. c. Transfert thermique par rayonnement
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Rentrée 2019 STI2D 3 Organisation du projet de fin de première •Durée : 36 heures •Positionnement dans le temps : les 3 dernières semaines de l’année de première en IT (3h) et I2D (9h) •Espaces de formation : zone Fablab et zone expérimentation
TD\TSTI2D\ ConductionThermique:Exercices
1Remarque préalable:tous les exercices proposés ci-dessous ne prennent pas en compte les transfertsthermiques par convection et rayonnement.Exercice1Soitun vitragesimple d"épaisseur5 mm, decoefficient deconductibilitéλ=1,15W/m°C.La températuredesurfacedu vitrageintérieure est22°C, la températuredesurfacedu vitrageextérieure10°C.1.Déterminerleflux thermique dissipéàtraverscevitragepourunesurfacede10 m².2.Calculer larésistancethermiquedu vitrage3.Calculer larésistancethermique surfaciquedu vitrageExercice2Ladéperdition thermiqueà traversunmuren béton de30m² de surface est690W.Sachant que lemurauneépaisseur de10cm, etquesa températuredesurfaceintérieureest25°C,calculer latempératuredesurface extérieure.On donnela conductivité thermique λbéton=1,75W/m°C.
Exercice3Le mur d"un fourestconstituédetrois épaisseurs différentes:- épaisseur(e1) : briqueréfractaireen siliced"épaisseure1 =5cm etde conductivité thermiqueλ1=0,8W/(m.K),- épaisseur (e2) : briqueréfractaireenargile d"épaisseur e2 =5cm etde conductivité thermiqueλ2=0,16W/(m.K),- épaisseur (e3) : briquerouge d"épaisseur e3 =5cm et deconductivité thermiqueλ3=0,4W/(m.K),La température desurfaceintérieuredu four vautθ1 =800°Cet latempératuredesurfaceextérieuredu four vautθ2=20°C.1.Calculer lesrésistancesthermiquessurfaciquesRth1, Rth2 et Rth3desépaisseurs (e1), (e2) et (e3).Laquelle de ces trois épaisseur estla plus isolante du point de vue thermique.2.En déduire larésistancethermique surfacique dufour.3.La surface totale du four vaut S =5 m², calculerlarésistancethermique totaledu four.4.En déduireleflux thermique total.5.Calculer les températuresθ12au niveau de X2et θ23 au niveau de X36. Dessiner une coupe dumuràl"échelleetreprésenter l"évolution detempératuresur cette coupe (onchoisira1 cm pour100 °C).Rth1Rth2Rth3θ1θ12θ2θ23
TD\TSTI2D\ ConductionThermique:Exercices
2Exercice4On seproposede comparer un simplevitrage, d"épaisseure =5 mmet un doublevitrage constituédedeux vitres d"épaisseurségalesà5mmchacuneséparées par unelamed"airde1cm d"épaisseur.lasurfacetotalevitréedel"appartementest deS =15 m²,résistancethermique surfaciqued"unelamed"air de1cm épaisseur R=0,14 m² .K.W-1,conductivitéthermiquedu verre : λ=1,15W.m-1.K-1,prix du kilowattheure : 0,11 hors taxe- TVA :19,60 %,températureintérieure :19°C.1)Latempérature extérieure est de5°C.Suivant les deuxcas (vitragesimpleet vitragedouble), calculer lapuissancethermiqueperdueparlasurfacevitréetotaledel"appartement.Simple vitrage
Double vitrage
2)On considère que l"hiver dure 150 jours avec une température extérieur moyenne de5 °C, évaluer lesurcoût sur la facture d"électricité.Exercice5Lemur d"un localestconstitué detroismatériauxdifférents (voir figure ci-contre):
Un béton d"épaisseure1=15cm(conductivitéthermique λ1=0,23W.m-1.K-1).Unespace e2=5cm entreles deuxcloisons rempli de polystyrène expansé(conductivitéthermiqueλ2 =0,035W.m-1.K-1).Des briques d"épaisseure3 =5cm(conductivitéthermique λ3=0,47W.m-1.K-1).On amesuré en hiver, les températures des paroisintérieureθi =25°Cet extérieureθe=-8°C.1)Donner larelation littérale,Calculerlarésistancethermiquesurfacique Rthmdu murenfonction de e1, e2, e3,1,2 et3puis faire l"application numérique.2) Calculermlefluxthermiquedans lemur pour unmètrecarré en fonction dee1, e2, e3,1,2,3, θi et θe puis faire l"application numérique.3) Calculerlaquantité dechaleurperduepar jour àtravers un mètrecarrédemur,pourcestempératures.
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