Flux thermique entre deux surface

[LutopiSTe]

Bonjour à tous

Je cherche à déterminer le flux thermique entre deux surface séparées par une mince lame d'air pour un déterminer la surface d'un échangeur. Le but est de chauffer de l'eau a partir d'un poêle de masse
http://forums.futura-sciences.com/sh...ermique&page=5

pouvez vous m'aider à poser l'équation, je me perds dans les formules. et le sujet peux rapidement devenir très complexe.

je voudrais dans un premier temps établir le flux entre un surface de brique à 120°C et une surface de cuivre "type panneau solaire" à 10°C

est ce que je prends le probleme par le bon bout?

cordialement
LutopiSTe

[FC05]

Vraiment ?

Déjà commencer par mettre une lame d'air entre deux surfaces, c'est le premier pas pour les isoler thermiquement !

Pour un échangeur, c'est un contact avec la plus grande surface possible.

[LutopiSTe]

bonjour, ça pourrais paraître évident, mais assurer un contact de qualité entre de la brique et du cuivre ce n'est pas ce que l'on fait de plus simple. De plus la brique est un relativement mauvais conducteur thermique, (flux assez faible) donc pour assurer un puissance conséquente, il faut disposer d'une surface importante.

cordialement.

[LutopiSTe]

bon d'accord le problème n'est pas simple...
je me lance, comme ça une foi que j'aurais écris quelques horreurs vous serez bien obligé de me corriger
d'après la loi de Stefan l'Emittance(radiance) du CN s'écrit

avec
T température absolue (K) et constante de STEFAN
M(T) puissance émise pour toutes les longueurs d'onde et toutes les directions, par m2 de surface de source (en W/m2).

donc pour une surface à 120°C l'émittance d'un CN est de 5,67. 10^-8*(273+120)⁴=1352W/m²

un résultat supérieur à l'énergie solaire reçu par la terre qui est de l'ordre de 1000W/m²

ce tout premier résultat très simplifié me semble être plutôt encourageant!
des remarques? des réflexions? des erreurs sans doute
un petit coup de pouce pour m'aider à évaluer le flux?

cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[obi76]

Le rayonnement n'est qu'une partie du flux, il y a aussi (et c'est probablement le plus important) le transfert de chaleur par conduction & convection...

[LutopiSTe]

dans mon cas c'est à négliger, il n'y a que les transfert par rayonnement qui compte puisque la plaque de cuivre est fixée contre de la brique, la surface de contact de la brique est de très mauvaise qualité, à peine quelques petits pourcents de la surface totale, quand a la convection, elle n'a que bien peu de place pour agir.

[obi76]

Je ne suis pas vraiment sur que ta limite deflux de chaleur soit imposé apr le rayonnement...

Entre la brique et l'exterieur tu as de la convection, entre le cuivre et l'intérieur aussi, entre les 2 tu as de la conduction...

Je ne suis vraiment pas convaincu que la seule hypothèse du CN puisse te donner une quelconque indication sur l'efficacité d'isolement thermique d'un tel dispositif.

[LutopiSTe]

le CN ne me parais pas suffisant non plus pour tirer des conclusions, il faudrait pousser le raisonnement au moins jusqu'au calcul du flux, mais mes compétences ne me permettent pas seul d'écrire la relation. Les seuls docs dont je dispose viennent de là mais j'ai du mal à digérer tant de théorie d'un coup :-/

[invite71e3cdf2]

jsuis d'accord avec obi76, c'est surtout par conduction / convection que la chaleur se dissipera
donne nous les surfaces et épaisseurs des murs

[xelyx]

Salut LutoPiSTe,
Une méthode pour apprendre c'est de faire et refaire des exercices corrigés qui traite de problèmes proches , plus simples.
Voici l'exemple d'une mise en température d'un moule en acier qui donne les calculs de flux par rayonnement convection et conduction. http://www.ivaldi.fr/pagec.html

J'ai donné sur le fil "Construction réaliste" l'adresse d'exercices corrigés de BTS qui m'ont bien aidé aussi pour comprendre la notion de flux en régime permanent.
Bons calculs!

[sitalgo]

B'jour,

Si tu peux assurer le contact de la plaque sur une surface plane, tu as la possibilité de passer un produit de ragréage de mur sur la brique.

[LutopiSTe]

merci Xelix pour ce lien d'application pratique, je l'avais vainement cherché dans tes posts.
on peut voir ici que la convection n'a pas grand effet

avec une différence de température de 110°C comme dans mon exemple et une surface verticale en contact avec l'air ambiant, on arrive à environ 600W/m², alors dans un espace clos de faible volume la convection même si elle n'est pas complètement a négliger, est loin d'être le mode de déperdition le plus important.

Je vais m'absenter quelques jours, j'en profiterais pour potasser cet exercice, en attendant j'invite ceux que ça interesse à découvrir les poêle de masse ici ou là et bien sur sur le fil FS consacré à l'autoconstruction d'un PDM

cordialement

LutopiSTe

[LutopiSTe]

pour ceux que les transferts thermiques intéresse, j'ai écris un article, appliqué au poêle de masse.
vous y trouverez quelques formule utiles, même si vous ne souhaitez pas les appliquer au PdM

cordialement

[invite765432345678]

pour ceux que les transferts thermiques intéresse, j'ai écris un article, appliqué au poêle de masse.
vous y trouverez quelques formule utiles, même si vous ne souhaitez pas les appliquer au PdM

cordialement

Le temps que je comprenne le schéma, çà va prendre un peu de temps !

[invite6f25a1fe]

merci Xelix pour ce lien d'application pratique, je l'avais vainement cherché dans tes posts.
on peut voir ici que la convection n'a pas grand effet

avec une différence de température de 110°C comme dans mon exemple et une surface verticale en contact avec l'air ambiant, on arrive à environ 600W/m², alors dans un espace clos de faible volume la convection même si elle n'est pas complètement a négliger, est loin d'être le mode de déperdition le plus important.

Je vais m'absenter quelques jours, j'en profiterais pour potasser cet exercice, en attendant j'invite ceux que ça interesse à découvrir les poêle de masse ici ou là et bien sur sur le fil FS consacré à l'autoconstruction d'un PDM

cordialement

LutopiSTe

Je ne comprends pas : tu viens toi même de montrer que ce n'était pas négligeable. Si tu as en ordre de grandeur 600W/m² (comme tu le dis) et que celui calculé par rayonnement est de 1300W/m² (cf. ton calcul). Alors tu as 1/3 du flux qui est de la convection, ce qui est loin d'être négligeable.

De plus, ca me parait quand même bizard. J'aurais également dit que le facteur dominant était la convection. Le rayonnement est en générale peu important, surtout à ces températures.

[invite765432345678]

Je ne comprends pas : tu viens toi même de montrer que ce n'était pas négligeable. Si tu as en ordre de grandeur 600W/m² (comme tu le dis) et que celui calculé par rayonnement est de 1300W/m² (cf. ton calcul). Alors tu as 1/3 du flux qui est de la convection, ce qui est loin d'être négligeable.

De plus, ca me parait quand même bizard. J'aurais également dit que le facteur dominant était la convection. Le rayonnement est en générale peu important, surtout à ces températures.

Cà serait également mon idée. Reste à comprendre comment ce foutus poele est agencé.

[invited616328a]

Bonjour à tous

Pour la prise en compte du flux par rayonnement il faut aussi s'intéresser à l'émissivité des surfaces. Dans la plupart des cas, le corps est considéré comme "corps noir" (émissivité=1), mais pour un métal nu (cuivre) cette émissivité peut être plus proche de 0! Donc le flux radiatif émis et reçu par la surface sera négligeable. Il est donc important de tenir compte de l'émissivité dans la loi de Boltzman. Quand tu calcul le flux par rayonnement, tu ne calcul pas le flux net échangé entre les deux surfaces. Il faut utiliser la formule suivante: Flux échangé entre tes 2 surfaces (dont une est "noir" comme le mur de brique) sigma*emissivité_cuivre*(T1(en Kelvin)^4 - T2(en Kelvin)^4).


A mon avis, si l'épaisseur d'air est très faible entre tes 2 parois l'échange sera principalement conductif. Tu dois calculer la résistance thermique totale de ton sandwich brique-air-cuivre.

A bientôt