Transfert Thermique – Cours et Exercices corrigés

La thermique se propose de décrire quantitativement (dans l’espace et dans le temps) l’évolution des grandeurs caractéristiques du système, en particulier la température, entre l’état d’équilibre initial et l’état d’équilibre final.

Les transferts d’énergie sont déterminés à partir de l’évolution dans l’espace et dans le temps de la température : T = f (x,y,z,t). La valeur instantanée de la température en tout point de l’espace est un scalaire appelé champ de température. Nous distinguerons deux cas :

– Champ de température indépendant du temps : le régime est dit permanent ou stationnaire.

– Evolution du champ de température avec le temps : le régime est dit variable ou transitoire.

La chaleur s’écoule sous l’influence d’un gradient de température des hautes vers les basses températures. La quantité de chaleur transmise par unité de temps et par unité d’aire de la surface isotherme est appelée densité de flux de chaleur.

Les principaux modes de transfert de chaleur sont :

La Conduction

La chaleur se transmet au travers d’un corps sans déplacement de la matière qui constitue ce corps. Le transfert de chaleur s’effectue de proche en proche des zones les plus chaudes vers les zones les plus froides. C’est le mode de transmission de la chaleur dans les solides et dans les fluides au repos.

La Convection 

La chaleur se transmet d’un corps solide chaud à un fluide plus froid (ou inversement) en mvt au voisinage de celui-ci et également au sein du fluide par mouvement de tout ou une partie de ces constituants. Le mouvement du fluide peut être provoqué mécaniquement (pompe, ventilateur…) la convection est dite forcée. Lorsque le mouvement se produit naturellement sous l’effet des gradients de la température et donc la masse volumique, la convection est dite libre.

Le rayonnement 

Les atomes, molécules et électrons libres des corps peuvent perdre, de façon spontanée ou au cours d’interactions, une partie de leur énergie cinétique ce qui donne lieu à l’émission d’un rayonnement électromagnétique. Lorsqu’un tel rayonnement est intercepté par la surface d’un corps, une partie est absorbée et se retrouve dans l’énergie cinétique de ces composants, c’est –à dire sous forme de chaleur. Un transfert de chaleur s’opère ainsi (des corps rayonnant les plus chauds vers ceux à plus basses températures) sans support matériel.

Plan du cours de Transfert Thermique

I- Généralités

II- Conduction

III- Rayonnement

IV- Convection

V. Applications

Liens de téléchargement des cours de Transfert Thermique

Liens de téléchargement des exercices corrigés de Transfert Thermique

Voir aussi :

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