rayonnement entre sphere

[junko21]

Bonjour,

J'ai des différents exercices sur le transfert de chaleur que je n'arrive pas à comprendre.

Si nous sommes dans le cas de deux sphères concentriques et que la petite sphère (1) développe une certaine puissance. Entre les deux sphères, c'est le vide (pas de convection). On considère qu'il y a du rayonnement de 1 vers 2 (grande sphère) et de 2 vers l'extérieur ainsi que de la conduction de 2 vers l'extérieur. Les emissivités des corps sont de e=1 (corps noirs).

Ce que je ne comprends pas, c'est pourquoi il n'y a pas de rayonnement de 2 vers 1 et de 2 vers 2 ?
Et dans d'autre cas on les prend en compte ?


Une autre petite question, si nous avons un tuyau dans lequel circule de l'eau chaude et qu'il se trouve immergé dans dans de l'eau, on considère la conduction du tuyaux puis la convection du tuyaux vers l'ambiant (eau). Mais faut-il considérer le rayonnement également ?


Merci de bien vouloir m'éclairer.
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[LPFR]

Bonjour.
Oui, il doit avoir du rayonnement de 2 vers 1. Mais dans certains cas il est négligeable si la température du 2 est petite comparée à celle de 1, car le rayonnement est proportionnel à T^4.
Par contre il ne peut pas avoir de rayonnement de 2 vers 2. Quelle surface vers quelle surface?

Pour le tuyau, ça dépend. Pour des températures faibles la conduction et convection sont prépondérantes et le rayonnement peut être négligé, mais le seul moyen d'en être sûr est de faire le calcul. Si vous avez les données. Surtout l'émissivité dans l'infrarouge.
Au revoir.

[junko21]

Bonjour.
Oui, il doit avoir du rayonnement de 2 vers 1. Mais dans certains cas il est négligeable si la température du 2 est petite comparée à celle de 1, car le rayonnement est proportionnel à T^4.
Par contre il ne peut pas avoir de rayonnement de 2 vers 2. Quelle surface vers quelle surface?

Pour le tuyau, ça dépend. Pour des températures faibles la conduction et convection sont prépondérantes et le rayonnement peut être négligé, mais le seul moyen d'en être sûr est de faire le calcul. Si vous avez les données. Surtout l'émissivité dans l'infrarouge.
Au revoir.

Bien comme 2 reçoit de 1 je me dis qu'il rayonne vers l'extérieur et vers 1 et lui même. Car on peut très bien avoir un rayon qui ne tombe pas sur 1 mais qui passe a côté et donc 2 rayonne sur lui même.

Dans notre exercice, on doit trouver T1 et T2. Après calcul on obtient T1=700K et T2=300K. Mais justement avant de faire le calcul on néglige le rayonnement 2-1 non pas parce que T2 sera petit étant donné que l'on doit le calculer... Ou alors c'est un hypothèse qui est définie avant...

Pour le tube dans l'eau, l'eau dans le tube est à 80°C et vitesse de 1m/s et l'eau ambiante à 23°C au repos. On ne nous donne pas d'émissivité. Mais les diamètres du tube ainsi que son coefficient de conduction.

[LPFR]

Re.
Effectivement, vous avez raison, il y a bien du rayonnement de 2 vers 2. Mais on n'a pas besoin d'en tenir compte, car tout ce qui est émis de 2 vers 2 est absorbé par 2. Le bilan est zéro.

On a le droit de faire un premier calcul en négligeant quelque chose que l'on suppose négligeable et de voir, après coup, si on a eu raison de le négliger (c'est l'avantage de la physique sur les maths). On peut même faire le calcul par approximations successives en regardant la correction qu'il faudrait apporter.
Mais dans votre cas on doit pouvoir en tenir compte dans les équations de départ et faire le calcul correct.

Pour le tuyau, si on ne vous donne pas l'émissivité, ne vous posez pas des questions: on ne vous demande pas d'en tenir compte. Je pense que le rayonnement est très faible car l'émissivité de l'eau est faible. Mais je ne suis pas sûr à 100%.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Thorin]

Salut,

quelle est la taille de la petite sphère ? et de la grande ?

[junko21]

Salut,

quelle est la taille de la petite sphère ? et de la grande ?

Bonjour,

diamètre de 5 cm et 50 cm

[junko21]

Bonjour,

J'ai une nouvelle question à propos d'un corps noir cette fois.
J'ai un exercice où l'on considère un rayonnement incident du soleil sur un toit (corps noir) composé de plusieurs épaisseur de matériaux et il y a une pièce en dessous du toit.

D'après la résolution on a que le rayonnement du soleil + la conduction à travers le toit = rayonnement et convection du toit vers l'extérieur. Mais moi je pensais pas que le toit recevait de l'énergie par conduction de la pièce mais plutôt que cette dernière en recevait du toit.
Est ce parce que le toit est un corps noir ?

Merci

[LPFR]

Bonjour.
Ça dépend.
Un toit n'est jamais un corps noir. Il n'absorbe pas tout ce qui lui tombe dessus. Mais peut-être que certains toits (en ardoise, par exemple) se rapprochent d'un corps noir. Il ne suffit pas qu'une surface apparaisse noire pour qu'elle soit un corps noir. Il faut qu'elle apparaisse noire à toutes les longueurs d'onde. Il y a des tissus noirs qui sont totalement blancs en infrarouge proche.

Puis, en hiver ou la nuit c'est la pièce qui chauffe le toit (si la pièce est chauffée ou qu'elle à gardé la chaleur de l'été précédent), mais el été c'est le toit qui chauffe la pièce.
Au revoir.

[junko21]

Merci pour la réponse mais le toit en corps noir c'est imposé dans l'exercice.

[LPFR]

Re.
Tant mieux pour vous: c'est plus simple.
A+