Coefficient d'échange superficiel

[invited3396d0d]

Bonjour,

Je suis en 2ème année de CPGE (en PSI), et je planche actuellement sur mon TIPE.
Mon support est un ballon solaire, càd une sorte de montgolfière constituée à partir d'un assemblage de sacs poubelle, dont la source de chaleur est le soleil.

Je voudrais calculer les échanges thermiques qui ont lieu.
Pour cela, j'ai modélisé l'énergie solaire solaire apportée, ainsi que les pertes par rayonnement (en le considérant comme un corps noir).
Mon problème est le suivant : je voudrais calculer les pertes par convection. La formule pour cela est donnée grâce à la résistance thermique du matériau, qui s'exprime R=1/(hS), avec h le coefficient d'échange superficiel. Cependant je ne parviens pas à trouver ce coefficient, je cherche h entre le polyéthylène et l'air.

Connaîtriez vous des sites spécialisés dans les bases de données physiques ou n'importe quoi qui ai ce résultat en mémoire ? Sinon, où puis-je le trouver ? Et s'il est introuvable ou presque, sauriez-vous comment le calculer ou le mesurer expérimentalement ?

Merci et bonne journée,

Cahisse
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Le coefficient de convection ne dépend pas du matériau. Celui-ci ne joue que sur la résistance thermique pour la chaleur qui le traverse.
Donc, vous avez trois résistances en série : la convection à l’intérieur, la résistance du matériau et la convection à l’extérieur.
Voici de choses qui peuvent vous intéresser :
Courbe de Macadams:
http://www.ivaldi.fr/calcultherm.html
http://www.radiateur-electrique.org/...-radiation.php
La loi de Mac Adams donne des coefficients de convections approximatifs en fonction de 4 situations:
1- La surface chaude est horizontale et dirigée vers le haut
2- La surface chaude est horizontale et dirigée vers le bas
3- La surface chaude est verticale et de moins de 30cm de hauteur
4- La surface chaude est verticale et de plus de 30cm de hauteur.

On a les coefficients suivants: 1=14.5; 2=7; 3=9.5; 4=11.75 avec chaque coefficient en W/m².°C.

Au revoir.

[invited3396d0d]

Merci beaucoup ! Grace à votre aide, j'ai pu déterminer la température interne avec précision.

J'ai une autre question pour mon TIPE, qui n'est plus du tout dans le même domaine.

Je souhaite calculer la masse maximale soulevable par mon ballon. Le problème, c'est que je tombe sur une erreur de 100g, qui est très importante à l'échelle de ce qu'il peut soulever.
Je pense que le problème vient de mon expression de la pression extérieure. Je l'ai modélisée par P(z)=P0*(1-alpha*z/T0)^5,25, avec z l'altitude et P0 et T0 les constantes de température et de pression de l'atmosphère normalisée.
Comment obtenir une modélisation plus précise ?

Merci d'avance,

Cahisse

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne comprends pas votre problème. C’est l’application du principe d’Archimède.
Certes les deux densités dépendent de la pression. Mais vous pouvez considérer que c’est la même à l’intérieur et à l’extérieur.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited3396d0d]

Bonjour,
Oui je sais, et c'est comme ça que je l'ai traité.
Mon problème est d'arriver à exprimer la pression extérieure de manière précise. L'expression que j'utilise, P(z)=P0(1-alpha*z/T0), n'est pas assez précise, et je ne parviens pas à trouver une autre formule.
En existe-t-il une plus précise ?

Merci.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne comprends toujours pas. Que vient faire la pression atmosphérique ici ?
Est-ce que vous voulez calculer la flottabilité du ballon à différentes altitudes ?
De toute façon, la température en fonction de l’altitude varie comme l’âge du capitaine. Parfois elle peut même augmenter avec l’altitude. Donc, chercher de la précision est peine perdue.
Au revoir.