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Calcul perte thermique



  1. #1
    Philouleloup

    Calcul perte thermique


    ------

    Bonjour

    J'aimerais savoir comment calculer assez sommairement la température externe d'un caisson chauffé a l'intérieur aux alentour de 400° sachant que les paroi de caisson sont fait en acier doublé d'un isolant de 9mm avec une conductivité thermique de 0.09W/m.K @ 400°. J'aimerais savoir ca pour une température ambiant e de 25°.

    Merci d'avance pour votre aide.

    -----

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  3. #2
    florentgte2

    Re : Calcul perte thermique

    R=épaisseur/lambda
    densité de flux=différence de Temp/R

    Pour avoir les pertes totales, il faut faire (densité de flux*surface)

    Et voila

  4. #3
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Re bonjour,

    Merci de ta réponse

    Quelles unités faut il utiliser exactement ?

    Car si je fait en m

    Ca donne : R : 0,009/0.09= 0.1

    Densité du flux : (400-25) / 01 = 375/0,1 = 3750

    Pertes total : 3750xS ???? Ca fait beaucoup non j'ai fait une erreur ?

  5. #4
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Ici il a 4 résistances thermique en série. Elle vont donc s'ajouter.

    Il y a les résistance de l'acier (négligeable à mon avis) et de l'isolant du type R = e/(lamda.S).

    En plus il faut tenir compte des échanges superficiels. Il y a sur chaque face une résistance supplémentaire du type R = 1/(h.S).

    Pour les unités ...tout en SI. S est une surface.

    Aprés on fait phi = delta_théta/R. On a le flux thermique global.

    On reprend cette formule mais avec la résistance 1/(h.S) de l'extérieur et on a la différence de température entre l'extérieur et la paroi externe du four.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Merci de la réponse.
    Là je dois dire que je suis perdu, j'essai de comprendre mais je ne sais pas à quoi correspondent vos lettres.
    R c'est quoi, e j'imagine que c'est l'épaisseur mais bon. Quant a lambda.S là je suis fichu. ¨Phi, delta et théta me tétanise et là fameuse résistance 1/(h.S) m'achève.
    D'un autre coté, ca me rend humble...

  8. #6
    florentgte2

    Re : Calcul perte thermique

    e=>épaisseur
    lamda=> conductivité thermique
    théta ou=>T la température
    Phi=> puissance

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  10. #7
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Pour compléter, avec les unités ...

    R : résistance thermique (K.W-1)
    phi : flux thermique, c'est bien une puissance, en W
    delta_théta : la différence de température en K (ou °C, c'est pareil pour une différence)

    Pour les calculs de R.

    -En conduction, sur une plaque on a : R = e/(lamba.S)
    e : épaisseur en m
    lamba : conductivité thermique en W.m-1.K-1
    S : surface en m2 (ici fait les calculs pour 1 m2)

    - En convection (quand on passe du solide à l'air) : R = 1/(h.S)
    h : coefficient d'échange superficiel en W.m-2/K-1
    S : idem plus haut

    Pour ton problème, il manque l'épaisseur et le lamda de l'acier ... mais ça sera négligeable.
    Il manque aussi les h des surfaces internes et externes.

    Après, j'ai fait faire le calcul à mes élèves cet aprem . Avec h = 25 W.m-2/K-1 à l'intérieur et h = 12 W.m-2/K-1 à l'extérieur, ils ont trouvé vers 170°C (166, si mes souvenirs sont bons) pour la surface extérieure.
    Je leur avait donné 2 mm d'acier avec un lamda de 16 W.m-1/K-1 ... La résistance thermique de l'acier était bien négligeable.
    PS : j'ai pris mes valeurs de h un peu au hasard même si elles me semblent réalistes dans les ordres de grandeur.
    PS : ton isolation thermique est insuffisante.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  11. #8
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Merci et bonjour

    DOnc on a :

    La conduction de l'acier (lamba=26@20°C):

    R = 0.0015 /(20x1)=0.000075

    La conduction de l'isolant :

    R = 0.009 / (0.09x1)=0.1

    La convection intérieur :

    R = 1/(25x1)= 0.04

    La convection extérieur :

    R = 1/(12x1)= 0.083

    la résistance thermique des différents éléments s'additionne t elle ?
    Pour le delta_théta doit on faire simlpement 400-25 ?
    Phi est une puissance en watt, alors comment doit on faire pour trouver une température ?

    Merci d'avance pour votre aide

  12. #9
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Oui, les résistance thermiques sont ici en série et elles s'ajoutent.
    Pour le delta-théta, c'est ça.

    On trouve bien un résultat en W qui est la puissance qui traverse une paroi de 1 m2.
    Cette puissance étant celle qui traverse chacune des résistances, on peut appliquer la formule phi = delta_thêta /R à la dernière résistance thermique (R convection extérieur). On connaît phi et R, on peut donc calculer delta_thêta qui est la différence de température entre la température ambiante (25°C) et la surface externe.

    Je répète, les valeurs de h que je donne sont "à l'arrache" et peuvent varier du simple au double (ou à la moitié, plutôt). Elles dépendent beaucoup de l'état de surface.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  13. #10
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Quelque chose m'échappe.

    Voilà, j'ai compris tout le reste et vous remercie de votre patience mais en fait avec mes 400°C interne je voudrais savoir combien je vais avoir a l'extérieur car j'ai donné 25°C ext, je dirais pour l'environnement de travail. En fait c'est justement le différence de température entre l'interne et l'externe que je veux calaculer, donc :

    Phi=(delta-Theta)/R => Phi = (400-Theta)/0.223075, j'ai donc 2 inconnues Théta et Phi.

  14. #11
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Non ...

    Phi est calculé entre l'interne et l'ambiante (400-25). Phi traverse les 4 résistances thermiques en série, donc chaque résistance est traversé par le phi que l'on vient de calculer.
    C'est comme l'intensité qui traverse 4 résistance électriques en série ... c'est la même pour chaque résistance.

    Après on "isole" une résistance, ici la dernière,qui est traversée par phi, qui a une résistance thermique R, donc :
    delta_thêta = phi/R.

    Puis thêta_extérieur_du_four = 25 + delta_thêta.

    C'est tout.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  15. #12
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Phi=Delta_theta/R=> Phi=375/0.083=4518.07229

    Pourquoi si Phi=Delta_Theta/R alors Delta_Theta=Phi/R et non pas Delta_theta=Phi.R ce qui me paraitrait plus logique.

    FCO5 merci de votre patience

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  17. #13
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Citation Envoyé par Philouleloup Voir le message
    Phi=Delta_theta/R=> Phi=375/0.083=4518.07229

    Pourquoi si Phi=Delta_Theta/R alors Delta_Theta=Phi/R et non pas Delta_theta=Phi.R ce qui me paraitrait plus logique.

    FCO5 merci de votre patience
    Oui ... désolé, je ne me suis pas relu.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  18. #14
    FC05

    Re : Calcul perte thermique

    Sinon, pour les 375°C, c'est la différence de température en comptant TOUTES les résistance thermiques.
    Or tu a mis 375°C et juste la résistance thermique de l'extérieur ... ça ne colle pas !

    Pour parler un peu "électricité", tu as une différence de température de 375°C aux "bornes" de tes 4 résistances thermiques (que l'on va appeler R1, R2, R3 et R4).
    Donc le "courant" de chaleur est phi = 375/(R1+R2+R3+R4).

    Comme phi traverse chaque résistance, je peux écrire :

    phi = le_delta thêta_que_j'essaye_de_te_faire _calculer/R4

    Phi : la valeur calculée.
    R4 : résistance de convection extérieure (que tu as calculée, 0,083)

    Je te laisse finir.

    Le point important, je le répète : le flux phi qui traverse des résistance en série est le même ... il ne se divise pas ou ne s'affaiblit pas. La chaleur qui entre d'un côté doit ressortir de l'autre.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  19. #15
    Philouleloup

    Re : Calcul perte thermique

    Ahhhhh merci !!!

    donc tout s'éclairci, je suis un peu boulet des fois.

    Donc on calcul Phi=(400-25)/0.223075=1681

    Puis on fait = 1681x0.083=139.523 auquel on ajoute nos 25=164.5

    Mouhahahah merci beaucoup FC05. Si tu viens un jour du coté du 38, je te paierai une biere ou autre, comme tu veux . Merci encore.

  20. #16
    sitaskate

    Re : Calcul perte thermique

    Bonjour,
    j'aurais besoin d'une petite aide.
    j'ai une forge portable existante dont je ne connais pas les materiaux et je change son isolant et son enveloppe extérieure.
    Je dois donc déterminer mes épaisseurs pour obtenir une température se surface extérieure acceptable

    Je connais:
    -La température intérieure de la forge : 1100°C max; quand à la température de la piece je ne la connais pas.
    -isolant: en plaque de 12mm d'épaisseur avec un coeff de conductivité thermique : à 400°C=0.16 W/mK et à 800°C=0.20 W/mK ( je dois superpositionner plusieures plaques)
    -mat exterieur : inconel 600 ep max=10mm; coeff de conductivité thermique : à 20°C=15 W/mK et à 500°C=22 W/mK

    La température intérieure est uniforme
    isolation par l'intérieur
    Je n'ai pas plus de donnée
    alors si quelqu'un peut m'aider je lui en serais trés reconnaissante

  21. #17
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul perte thermique

    Bonjour

    Répondre à cette question n'est pas très simple ; la mise en place des plaques isolantes influencera en grande partie le flux total des déperditions (si l'isolant est vraiment placé bord à bord ou si il y a un jour, si plusieurs couches sont superposées en quinconce etc).

    Par ailleurs pourrais tu préciser la nature des plaques isolantes, celle de la forge elle même (épaisseur et matière, tu n'en parle pas) et la façon dont la forge est chauffée.
    Un schéma serait l'idéal.

  22. #18
    sitaskate

    Re : Calcul perte thermique

    alors l'isolation actuelle je ne connait pas la matiere mais ceux sont des plaques de 50 mm d'épais, compacte, mais facilement découpable avec un cutter par exemple ( rien n'est dit a ce sujet dans la doc technique; juste quelque recommandation d'allumage et d'utilisation)

    Et l'isolant qui le remplace s'appelle carton eyrboard 1100 et vu que l'épaisseur maximale est de 12mm je pense qu'il va faloir un mini de paques que l'ont fixera les unes aux autres. Et tout est bord à bord
    Images attachées Images attachées  

  23. Publicité
  24. #19
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Calcul perte thermique

    Je ne comprend pas très bien le schéma; il y a une injection d'air (ou de gaz) chauds dans l'enceinte ?
    Les poignées de transport sont des ouvertures ?
    Et le support, il est en quelle matière et épaisseur ?

  25. #20
    sitaskate

    Re : Calcul perte thermique

    pour moi c'est bon je me suis directement renseignée au-prés du fournisseur d'isolant et j'ai eu ma réponse. Merci pour votre aide.

  26. #21
    Kakou57

    Re : Calcul perte thermique

    Bonjour à tous

    J'aimerai déterminer les pertes energétiques d'une presse à chaud, verticale à multi-étages.

    La machine fonctionne sous 300° (chauffage par résistance) pour une pression entre chaque bloc de chauffe d'environ 3 T.

    J'aimerai déterminer les déperditions afin de calorifuger ces blocs de chauffe avec un isolant adéquat pour éviter qu'on se brûle lors du chargement de la machine.

    En pièce jointe, une photo de la presse en question: A1 et A2 représentent les aires que je dois isoler (par bloc de chauffe)

    A1: 250*50 (mm)
    A2: 250*110 (mm)

    Merci de votre réponse.

    Cordialement
    Images attachées Images attachées  

  27. #22
    Le_mulet

    Re : Calcul perte thermique

    le mieux serait quand même d'acheter une sonde de contact pour avoir la température de la paroi. Car les coeff d'échanges convectif sont compliqués à calculer.

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