Salut à tous, j'espère que vous allez bien
Je cale sur deux questions dans un exercice de transferts thermiques, dont l'énoncé est le suivant :
L'intérieur d'une pièce est séparé de l'extérieur par une paroi vitrée de surface S, dont le verre a une conductivité thermique lambda. Ses faces interne et externe sont respectivement aux températures Ti et Te avec Te < Ti
Première partie : On ne tient compte que de la conduction
1. La paroi est une vitre simple d'épaisseur e*
Evaluer le flux thermique Fi 1 sortant de la pièce à travers cette paroi.
Réponse : Cette question est simple, l'évolution de la chaleur en fonction de x étant linéaire, on trouve que*
Fi1 = S * lambda * (Ti-Te)/e
2. La paroi est un ensemble de deux vitres de même épaisseur e, séparées par une épaisseur e' d'air, de conductivité thermique lambda air
Evaluer le flux thermique Fi 2 sortant de la pièce, puis Fi2/Fi1
Calculer Fi2/Fi1 et les températures T1 et T2 des faces en regard des deux vitres
Représenter graphiquement les variations de la température en fonction de x dans le double vitrage
A.N : S= 1 m², Te= 8°C, Ti =20°C, e'=e=3mm, lambda = 1.2 W/m/K, lambda air = 0.025 W/m/K
Je n'ai pas trop compris ce qu'on entend par flux "sortant de la pièce". Est-ce le flux total ? Si oui, cela impliquerait de calculer 3 flux de chaleurs, d'abord du Verre à l'Air, puis de l'Air au Verre et enfin du Verre à la face extérieure de la paroi ( regarder schéma en pièce jointe ). Pour cela, on aurait besoin des températures T1 et T2, toutefois au vu de l'ordre des questions posées, elles ne sont pas nécessaires.
Alors ma petite idée ( dont je doute de la pertinence ) serait la suivante : En utilisant l'analogie électrique, on peut considérer que :
Fi2 = (Ti-Te)/Rth
Avec Rth la résistance thermique équivalente aux trois résistances ( Verre, Air et Verre ) et égale à leur somme
Concernant le calcul de T1 et T2, il s'agirait plutôt d'établir l'expression des 3 flux de chaleur, de les considérer égaux, ce qui permet d'obtenir un système à 3 équations et deux inconnues.
Deuxième partie: En plus de la conduction étudiée dans la première partie, on doit tenir compte des échanges thermiques convectifs entre le verre et l'air (coefficient d'échange hi et he). On ne tiendra toutefois pas compte des effets convectifs dans la lame d'air entre les vitres.A.N : hi=10W/m²/K et he = 14W/m²/K
- Recalculer le flux et les températures précédents?
- Comparer
Mon problème est le suivant : Je n'ai pas compris ce que la prise en compte échanges par convection changera à l'expression des précédents flux. Un petit indice ne serait pas de refus.
En vous remerciant par avance, pour vos éclaircissements.
Portez-vous bien.
P.S : Ne sachant pas insérer des signes mathématiques je vous envoie également en pièce jointe l'énoncé de l'exercice.
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