Convection/conduction d'une plaque
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Convection/conduction d'une plaque



  1. #1
    invite531f2c54

    Convection/conduction d'une plaque


    ------

    Bonjour à tous et à toutes!

    Voici un petit problème auquel je suis confronté :
    une plaque de 5mm d'acier de 7m x 2m et horizontale possède une température constante de 120°C. Au dessus celle-ci, de l'air océanique passe (la vitesse de vent peut varier mais on va dire qu'elle est de 40km/h=11m/s) à une température de 10°C.
    A quelle hauteur retrouve-t'on la température ambiante au-dessus de la plaque?

    J'ai commencé à me pencher sur la question il y a déjà quelques heures... Le problème déjà, c'est que je ne sais pas si c'est de la conduction ou de la convection! (ou les deux)

    Dans les formules que j'ai trouvé, le seul moment où une épaisseur apparaît c'est pour la conduction avec la loi de Fourier : Q=(k*S(T1-T2))/e
    Le coefficient de conductivité k de l'air vaut k=0,0262W/m/K environ.
    Mais je ne connait pas le Q ici... :/

    En ce qui concerne la convection, j'ai trouvé que h=50W/m²/K (on est pas vraiment en convection forcée). Mais là encore, je ne connais pas le Q.


    Je me suis aussi confronté aux équations de Boussinesq, Grashof, Rayleigh et Nusselt mais je pense finalement ne pas en avoir besoin si je me tiens à mes valeurs de h et de k.
    N'auriez-vous pas dans vos poches une formule qui m'aiderait un peu plus?

    En vous remerciant pour vos réponses!

    -----

  2. #2
    Boumako
    Invité

    Re : Convection/conduction d'une plaque

    Bonjour

    S'agit il d'un exercice ?
    Tu as un coefficient d'échange, donc tu peux facilement calculer le flux de chaleur cédé par la plaque (Q= h.S.Dt), puis connaissant le flux tu peux calculer une épaisseur d'air immobile (la couche limite) qui transfère la chaleur par conduction à l'air en mouvement.

  3. #3
    invite531f2c54

    Re : Convection/conduction d'une plaque

    Bonjour Boumako

    Je suis d'accord pour pouvoir calculer le flux de chaleur avec votre formule avec h=50W/m²/K : Q=268kW.
    J'utilise ensuite Fourier pour la conduction avec k=0.0262W/m/K? Cela me donnerait e = 0m casiment!

    Est-ce que cela veut dire que la chaleur est dissipée instantanément grâce au flux d'air permanent à 10°C?

    A quel moment parle t'on de convection et de conduction à ce moment? Je crois que j'ai du mal à différencier les deux lorsqu'il s'agit de l'air...

  4. #4
    Boumako
    Invité

    Re : Convection/conduction d'une plaque

    En fait la convection est une forme de conduction, mais l'échange se produit à travers une couche très fine considérée comme immobile. Il n'est donc pas étonnant que tu trouves une petite épaisseur.
    Tu peux lire l'article sur Wiki pour avoir plus d'informations : http://fr.wikipedia.org/wiki/Couche_limite

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite531f2c54

    Re : Convection/conduction d'une plaque

    Mais donc cela valide-t'il les calculs? Ou doit-on s'y prendre différemment?

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