Calcul du coefficient de transfert thermique par convection (h)

[invited83f5860]

Bonjour, je suis actuellement en prépa PT, et dans le cadre de mon TIPE, j'étudie les déperditions énergétiques d'un bâtiment.

En ce qui concerne les déperditions par convection, j'ai besoin du coefficient thermique h (qui caractérise la convection), et ceci pour le calcul de la résistance globale (d'un mur par exemple). J'ai vu que l'on pouvait trouver h à partir du nombre de Nusselt, (Nu=(h*Lc)/k). où Lc est la longueur caractéristique et k la conductivité du fluide.

Mais comment calculer h dans le cas d'un échange entre l'air extérieur et le mur (convection naturelle, non forcée), à partir du nombre de Nusselt. Si on utilise la relation ci-dessus, Lc caractérise-t'il la hauteur du mur ? Sa largeur ? Ou alors son épaisseur ?

Merci d'avance de vos réponse !
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[cornychon]

Bonjour,

Tu indiques un des nombreux paramètres utilisés dans l’enseignement de la mécanique des fluides.
Dans la pratique, les thermiciens du bâtiment ne sont pas destinés à résoudre des problèmes de transferts thermiques complexes. Il faut laisser ce travail aux universités, les grandes entreprises et les grands laboratoires type CNRS.

Pour le travail que tu as à faire je te conseille de te balader sur le site « energieplus ».
Tu vas y trouver des réponses pratiques pour résoudre les problèmes que tu as à résoudre.
http://www.energieplus-lesite.be/ene.../page_9974.htm

http://www.energieplus-lesite.be/ene...page_10033.htm

Un autre lien qui montre les approches faites par la profession :
http://www.hbsoft.be/chauffage/deperd_rt2000.html

Si tu veux faire de la recherche fondamentale, il faut s’adresser aux universités.

[invited83f5860]

Merci pour ces liens. Donc il faudrait prendre la valeur de h telle quelle (donnée dans un tableau du dernier lien), sans démonstration préalable, pour les calculs ?
Je pensais que le nombre de Nusselt m'aurait permis de démontrer le calcul de h. Mais cette démonstration serait donc hors sujet ?

[cornychon]

La valeur de h donnée dans les tableaux est une moyenne qui permet de faire des calculs avec suffisamment de précision pour être exploitables par les chauffagistes.

Une analyse plus fine conduirait à faire une étude dynamique de l’écoulement des fluides en fonction des dimensions des surfaces d’échanges, des formes et des états de surfaces.
Dans le domaine de la physique, il faut dans la pratique un peu de pragmatisme pour faire des approches simples qui donnent des résultats exploitables.

Un exemple, pour connaître la resistance thermique globale d’une maison, il est possible et pratique de considérer qu’il y a un isotherme intérieur, un isotherme extérieur, une différence de température et un flux de chaleur. A l’équilibre thermique, il est possible de calculer un des paramètres.
Dans ce cas, on néglige complètement les courants de convection, ils sont en gros intégrés dans la résistance thermique par conduction.

R = (T1 – T2) / Φ
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9..._de_conduction

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited83f5860]

Bonjour,
toujours dans le cadre de ce TIPE, je cherche à calculer les déperditions par les ponts thermiques. Pour ce calcul, j'ai besoin du coefficient linéique de transmission (psi). Je sais que ce coefficient est influencé par le coefficient surfacique (U) des éléments adjacents. On trouve par ailleurs des catalogues de ponts thermiques avec la valeur de psi
http://www.lesosai.com/download/warm...nkatalog_f.pdf.
De quels paramètres dépend ce coefficient ? Y-a t'il une méthode pour le calculer, ou est-ce que là encore cela sort du domaine de la thermique du bâtiment ?

[cchristof]

Bonjour,
Les règles de calcul des ponts thermiques sont dans le fascicule 5/5 des règles ThU. Le calcul est complexe (2D, 3D...) (ou plutôt je ne sais pas le faire !). Il existe des logiciels qui font le boulot pour les pt particuliers mais ils sont payants.
Attention tous les catalogues de ponts thermiques ne s'utilisent pas de la même façon (dimensions intérieures en RT ou extérieures en suisse...)

[invited83f5860]

Ok, merci !

[phil12]

Bonjour ,

Le logiciel therm très pro est gratuit (mais en anglais).

[josepsolebonet]

L'utilisation du logciel THERM est assez simple:

a) dessiner le detaill par zones
b) assigner a chaque zone les caracteristiques d'un material
c) definir les conditions de perimetre (interieur, exterieur, adiabatiques)
d) lancer le calcul et retrouver le transfert de chaleur bidimensionel L2d
e) calculer Psi = L2D - transfersts unidimensionels (Somme de U1d*S)

Oui il faut faire attention aux sisteme de dimesions atachés aux psi calcules (par example dimesions interieures pour la reglamentation et exterieures pour le label pasivhauss)

[josepsolebonet]

Pour les estimer les valeurs de h (ou de Rs) l'annexe de la norme europeene EN 6946 peut donner quelques indications

[invited83f5860]

Merci pour ces réponses.
J'utilises les valeurs tabulées du coefficient Psi données dans les règles Th-U sur le site :http://www.rt-batiment.fr/fileadmin/...fascicules.pdf

Pour les ponts thermiques entre le mur extérieur et le plancher bas, je ne comprend pas pourquoi on a des valeurs différentes suivant que l'isolant est sur le plancher ou sous le plancher (la dalle en béton).

Quelqu'un aurait une idée ?

[josepsolebonet]

Si le mur est isolé par l'interieur et l'isolation du sol est sur le plancher la continuité de l'isolant est quasi assuré par contre si l'isolation du mur est par l'interieur et le sol est isolé sous le plancher existe une evidente discontinuité de l'isolant a niveau du plancher d'ou un pont thermique majoré.
Il faut faire les calculs en 2D pour se rendre faciliment compte de ce phenomene je conseille d'utiliser le logiciel THERM (gratuit) pour les calculs des ponts thermiques.