Transfert de chaleur

[invite45dbb25f]

Bonjour,
Espérant être dans la bonne section,voila je m'intéresse au poêle de masse,
mais j'ai beau cherché je ne comprends par certaines formules.
Donc je cherche a estimer la taille et le poids selon la forme(rocket stove)
Mon probléme est la restitution de chaleur.
La masse thermique d'une brique semi réfractaire est de 880 joule par kilo.
Disons quelle pése deux kilo est elle as une surface de 200cm2 ,Si a la base la température ambiante est de 20 ° .
ça veut dire quelle a stocké a 60° (60 -20) * 880 *2 = 70400 joule.
Donc je cherche la formule en chiffre pour savoir combien de temps elle va mettre a revenir a température ambiante ,
en partant du principe quelle est a l'air libre sans soleil sans vent ou autre qui puisse influé.
Juste ça surface de contact .
Et est ce que en ayant la même surface mais en ayant deux briques l'une sur l'autre avec la même quantité d'énergie stocké ,

Les résultats seraient sensiblement équivalents.
En espérant avoir une réponse et surtout pouvoir comprendre .
a+claude
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[curieuxdenature]

Bonjour clasou

dans ce petit problème il manque une donnée (au moins).
Je ne suis pas spécialiste de la thermo mais là il te faut une borne inférieure précise.
Comme la loi est exponentielle, avec ces données le temps pour que la brique soit en équilibre thermique avec l'air ambiant sera infini.

La formule, bein, je connais la méthode pour connaitre l'heure de la mort d'une victime...
Données:
Ti = 37°C Température du corps humain (T initiale)
Ta = 20°C température ambiante (T ambiante)
T = 25°C température interne du décédé.
tc = 10 heures constante de temps du 'matériau'

reste à trouver le nombre d'heures de décroissance à partir de Ti.

on part de la formule T(°C) = Ta + (Ti - Ta) e <sup>(-t/tc)

on en déduit t = ln( (T - Ta) / (Ti - Ta) ) * tc
je développe:

t = ln(25-20 / 37-20) * 10 heures = ln(0.294117) * 10 = -1.22377 * 10 = 12.27 heures

autrement dit la mort remonte à plus de 12 heures.


Avec une brique, le problème est de connaitre sa constante de temps tc.
Il faut connaitre sa masse volumique, sa chaleur spécifique, son volume, sa surface, son facteur d'échange thermique et vogue la galère.
Mais bon, c'est un détail, le principe est là.</sup>

[invite45dbb25f]

Bonjour curieuxdenature.

tc = 10 heures ,est ce a dire 'le matériaux ' espace temps ou la température interne de la victime est stable.
Ou ça veux dire autre chose,bon ça va me permettre d'expliquer en plus a un collègue fan d'enquête comment on calcul l'heure de la mort .

merci d'avance
a+claude

[invite2313209787891133]

Bonjour

En fait le paramètre important est la surface exposé à l'air, et accessoirement l'orientation de cette surface.
Approximativement on peut considérer qu'une surface en brique produit environ 10W par mètre carré et par degré de différence avec l'air: Si ton poêle de masse est un cube de 1m il y a 5m² d'exposé à l'air. Si la surface est à 50°C alors il produit (50 - 20) * 10 * 5 = 1500W.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite45dbb25f]

Bonjour ,
Merci pour la formule ,au moins celle la est rapide et pas dur a comprendre.
a+claude

[curieuxdenature]

Bonjour curieuxdenature.

tc = 10 heures ,est ce a dire 'le matériaux ' espace temps ou la température interne de la victime est stable.
Ou ça veux dire autre chose,bon ça va me permettre d'expliquer en plus a un collègue fan d'enquête comment on calcul l'heure de la mort .

merci d'avance
a+claude

Bonjour

tc est une constante qui dépend autant des matériaux que des conditions imposées.
Dans le cas du corps humain il est clair qu'on fait des suppositions (gratuites), comme s'il était un cylindre de 30 cm de diamètre.
Dans la réalité on établit une fourchette vu que ce n'est jamais le cas.

Pour être plus précis on a tc = Rho Cp V / h S
Rho = densité (ex: 996 kg/m^3)
Cp = Chaleur spécifique ~ celle de l'eau = 4178 j/kg/°C
V le volume en m^3
S sa surface en m^2
H le facteur d'échange, ici on l'estime à 8 W/kg/°C

ce qui donne tc ~36 000 secondes.
C'est une sorte d'inertie thermique qui suppose que les conditions externes ne changent que très peu pendant le temps estimé.
Il est clair que plus t est grand devant tc et plus la méthode devient imprécise.
Autrement dit, le docteur Mallard dira (dans NCIS) que l'heure de la mort remonte entre 10 et 14 h.

[invite45dbb25f]

Bonjour curieuxdenature.
Je viens de me rendre compte que j'avais loupé cette partie dans ton explication.
tc = 10 heures constante de temps du 'matériau'
Ah sacré docteur malard
merci a toi.
a+claude

[invite45dbb25f]

Bonjour ,
Toujours en recherche.
Alors voila ,j'ai une entrée d'air extérieur pour la cheminée diamètre 100 ,qui arrive sous la cheminée la boite fait 60 cm de large ,38cm de haut est 34 de profondeur .
La sortie est du 210 .
Supposons que je brule 1 kg de paille sec pour éviter un temps long disons qu'il brule en 2mn.
Si les deux ( arrivée et sortie n'ont pas de réglage d'obturation ) et disons que le vent est de 0 m/s ou 1 m/s.
Bon pour le nombre de calories faisable si on part sur du 4 kw/h .
Mais bon pour le rendement comme le tuyau est droit grosse perte certainement.
Donc puisque l'idée est de faire un rocket stove ,le but est de savoir quelle sera la vitesse de sortie de l'air,comment calculer combien l'air chaud emmène de calorie .
Disons de façon a commencer a envisager la longueur de tuyau qu'il faudrait en rapport des matériaux utilisé.
Je n'ai pas trouvé, entendu parlé de la formule sur le rapport entre hauteur et longueur pour qu'il y ait un bon tirage.
Ou est le docteur mallard ,il sait lui ?.
a+claude