Probleme De Thermique

[invite0771460e]

Bonjour à tous ! , voici un petit problème de thermique sur la réalisation d’une étuve :
Voici les spécifications de l’étuve :
Longueur 600 mm
Largeur 600 mm
Hauteur 200 mm
Epaisseur des parois 50mm
Coefficient de conductibilité de l’isolant : k=0,04 W/m.°C
Conductivité thermique du verre 1.0 W/m.K
Deux systèmes de chauffe se situent sur les parois supérieures et inférieures de l'étuve (Puissance 4500W pour chacun)

Je voudrais savoir en combien de temps un morceau de verre placé dans l'étuve atteindrai 130°C, je ne sais pas si cela dépend des caractéristiques de l’étuve ou simplement de la conductibilité thermique de ce matériau et de la température environnante.

Merci d’avance pour votre aide !!!!!
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[FC05]

Il n'y a pas assez de données, il faut aussi tenir compte de la capacité calorifique de l'ensemble pour avoir un résultat ... approché.

[invite0771460e]

Il n'y a pas assez de données, il faut aussi tenir compte de la capacité calorifique de l'ensemble pour avoir un résultat ... approché.

Quand tu parles de capacité calorifique de l'ensemble, tu fait réference à celle du verre puis de .....

La capacité calorifique du verre étant de :720 J/kg/K

Pourrais tu m'indiquer les différentes étapes pour arriver à ce calcul??????????

Merci

[FC05]

Il faut aussi celle du four ...

[A voir en vidéo sur Futura]

[sitalgo]

Une question qui peut éliminer bien des problèmes : est-ce que le four est déjà à température (et laquelle) ?

[invite0771460e]

Je vais faire la supposition que le four est deja a température, c'est à dire 135°C
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Voici un calcul qui est en adéquation avec cette supposition mais dont je ne suis pas certain :
si je suppose que j'ai une plaque de verre de 1Kg et si je suppose que le rendement du four est de 100%

Energie (J) nécessaire à faire monter le verre à 135°C :
==> mCverre(Tfinal-Tinial)= 1*720*(135-20)=82800J

Puissance(W)=energie(J)/Duree en s

Donc le temps en s =82800/puissance du four

=82800/4500*2 (je ne suis pas certain du 4500*2)

= 9,2s
______________________________ __________
Par contre lorsque le four monte en température en meme temps que le verre je ne sais pas comment déterminer ce temps

[FC05]

D'abord, le four, si il est à température constante ne sera pas en marche en permanence ... donc, le raisonnement sur la puissance et le rendement de 100% ... c'est faux.

[sitalgo]

Il faut l'épaisseur de la plaque. Le calcul est plus compliqué mais je laisse à d'autres le soin de l'expliquer. Il faut calculer le temps que met la chaleur à atteindre la moitié de l'épaisseur de la, plaque, c'est fonction du rapport conductibilité / chaleur massique.

[FC05]

On va faire un calcul approché. Si on suppose que la température intérieure du verre est homogéne.

La capacité calorifique du verre est : C
To est la température initiale
Te est la température d'équilibre
K est le coefficient d'echange superficiel de la pièce (en W/K) (donnée que tu n'as pas).

En integrant la loi de Newton, on trouve :

T = Te - (To-Te).exp-(K.t/C)

Bien sur, le temps pour avoir T = Te est mathématiquement infini ...

[invite0771460e]

Merci à tous!!!


T = Te - (To-Te).exp-(K.t/C)
La loi de Newton

Je crois que je vais me replonger dans mes boukins de thermique !!!!

Mais si vous avez des infos je suis preneur!

Je vais essayé de trouver le coefficient d'échange superficiel du verre (une plaque de 30*30 mm de 6mm d"épaisseur) ou essayer de voir comment le calculer expérimentalement.

[invite0771460e]

J'avais oublié cette loi essentielle de la convection
La Loi de NEWTON donne la puissance échangée entre une surface de valeur S et de température Ts et un fluide de température Tf. Elle s'écrit (en admettant que Ts > Tf) :
F = hS (TS - Tf)
h "coefficient d'échanges superficiels" entre le fluide et la surface.

[invite0771460e]

Il faut l'épaisseur de la plaque. Le calcul est plus compliqué mais je laisse à d'autres le soin de l'expliquer. Il faut calculer le temps que met la chaleur à atteindre la moitié de l'épaisseur de la, plaque, c'est fonction du rapport conductibilité / chaleur massique.

Tu n'aurais pas un lien (cours,doc...) sur cela?

Je patauge un peu!
Je ne sais pas par ou commencer

[invite0771460e]

Pas de thermicien ici ?

Si je reformule le problème :

Une plaque de verre de longueur L et de largeur l et d’épaisseur e est placée dans une étuve qui comporte deux éléments chauffant de 4500W chacun un élément chauffant monte à 135°C en 10 minutes.
Détailler tous les paramètres à prendre en compte
En combien de temps le morceau de verre va monter à 135°C ?

Pour les paramètres à prendre en compte on a d’après les différentes réponses :

 capacité calorifique de l'ensemble

 rapport conductibilité / chaleur massique.

 Te est la température d'équilibre

 K est le coefficient d'echange superficiel du verre (en W/K)

help me please!!!