Calculs de transfert thermique par conduction

[Necrose]

Bonjour,

N'ayant pas fait de calculs thermique depuis une éternité je me tourne vers vous pour essayer de résoudre un de mes problèmes:

Le problème est le suivant : Je dois choisir un metal pour une pièce , celle ci sera en contact d'un coté avec une source de chaleur de manière cyclique ( en contact 20 secondes puis non en contact 15 secondes) , et d'un autre coté d'une structure en acier doté d'un circuit de refroidissement à température constante.



Ma question est : comment calculer / choisir le bon matériaux afin de savoir s'il sera capable de se refroidir à temps entre chaque cycle en fonction de la surface de contact ?

Je me doute que la question manque un peu de précision , j'ai ajouter une pièce jointe pour essayer de clarifier mon énoncé.

Merci d'avance pour vos réponses !
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[azizovsky]

Bonjour, j'opte pour le cuivre, quand la pièce est en contact avec le métal, le flux de caleur entre elle et l'acier passe par le métal (pièce de séparation), mais à vide, c'est l'air ambiant qui remplace la pièce, il y'a convection d'un côté et conduction de l'autre côté, donc la vitesse d'air rentre en jeu et la porosité du métal.

[azizovsky]

ah, j'ai oublié, pour le déjeuné , on'a le flux de chaleur (puissance) à travers la pièce métallique

, surface de contacte
conductivité thermique
épaisseur du métal

si tous est fixe sauf la conductivité, son augmentation , augmente le flux.
il y'a mieux que le cuivre, le graphite, mais sa dureté est faible.

[Necrose]

Merci beaucoup pour la réponse et la formule , malheuresement après quelques recherches je n'arrive toujours pas a calculer ce que je veux !

L'idée serais de savoir a quelle température monte mon matériaux durant le laps de temps ou il est en contact avec la pièce a 200 °C ( 20 secondes) et si pendant les 15 autres secondes ou il n'est pas en contact , il a le temps de se refroidir suffisament via le transfert thermique avec l'acier de l'autre coté.

J'ai essayé d'appliquer la formule mais d'apès ce que j'ai compris cette formule n'est valable que pour determiner un flux de chaleur entre : Milieu 1/ Matériaux/ Milieu 1, alors qu'ici c'est Milieu 1 / Matériaux / Milieu 2.
Et de plus je ne vois pas comment la formul prends en compte les différences de surface de contact :/ En effet la surface de contact entre matériaux et la pièce est différente de celle entre le matériaux et l'acier ...

Quelqu'un pourrait éclairer ma lanterne ?

Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[Necrose]

Je me permets de ré-ajouter un schéma peux etre qu'il permettra de mieux comprendre la problématique !

L'idée serait d'arriver à une formule ou la seule inconnue qui me reste à determiner pour faire mon choix serait la conductivité thermique , je ne sais pas si cela est possible ?

Merci d'avance pour vos réponses !

[lalane1994]

Bonjour,
il me semble qu'en calculant le flux pour la première partie du cycle, on obtient un flux en J/s, de même pour la deuxième partie du cycle.
En multipliant simplement chaque flux par sa durée associé on peut tout de suite savoir si, in fine, on emmagasine ou non de la chaleur.
Tout cela à condition que l'on néglige les phénomènes de convection.

[azizovsky]

Bonsoir, je vois, le problème est un peu compliqué, mais par simplification, on peut formaliser le problème, pour le contact corps à 200°C, on suppose que T corps = T métal au contact (plus précise: T(c)-T(m)= R phi (flux)), pour les deux surfaces, on travail avec la densité du flux comme pour le débit d'eau qui traverse un tuyau à section variable ce qui donne , or la chaleur ne se répand pas avec une vitesse quelconque finie mais instantanément , ce qui distingue son équation de celle des onde. (je viens de rentrer du travail..., je vais essayer de formaliser le problème avec toi (dans le possible), avant, il y'a ça : http://docinsa.insa-lyon.fr/polycop/...d=160504&id2=3.

[azizovsky]

d'abord, il faut déterminer la quantité de chaleur de le métal après séparation du corps chaud, si la température est uniforme, c'est simple: , or on supposant qu'il y'a pas de conduction et .(les supposition commence ).

0<\x<\e

[fabang]

Le problème est mal posé. Choisir un métal OK, mais:
Quel est l'objectif de température de retour avant la prochaine exposition (de toute façon, ça ne sera pas 50°C)
Les dimensions de la pièce sont-elles imposées?

Sans répondre à ces deux questions, pas de solutions.