Puissance thermique

[invitebe7fa4f9]

Bonjour,

Apprenti ingénieur dans l'aéronautique, je travaille sur le thème du dégivrage pour mon projet de fin d'études et en ce moment j'effectue des simulations thermiques sur le logiciel Energy2d.
Mon problème est le suivant : je dois indiquer la puissance thermique d'une de mes sources de chaleur et je suis sceptique quant à la valeur que je trouve.

Je dois modéliser une couche chauffante qui possède une puissance surfacique de 5 W/cm² et fait 1mm d'épaisseur mais la valeur à rentrer dans Energy2d est en W/m^3. J'ai donc effectuer le calcul suivant :

5W/cm² = 50 000 W/m² pour 1mm d'épaisseur
Je ramène ça en volumique --> 50 000 W/m² * 1000 (ou / (1*10^3m) ) = 50 000 000 W/m^3 !

50.10^6 W/m^3 ça me parait énorme et je ne connais pas encore très bien le logiciel (qui me parait plus adapté à des études de bâtiments ou autre qu'à des cas comme le mien avec des petits éléments et des cycles de l'ordre de la seconde ou de la minute) donc je ne peux pas vérifier la cohérence des températures en sortie.

Est-ce que mon raisonnement vous parait cohérent ? Et il y a t il des personnes qui maitrisent ce logiciel et qui pourraient m'apporter des éclaircissements dessus (très peu de doc disponible sur la toile) ?

Merci d'avance.

Loch1312
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[inviteb8092abb]

Bonjour, l unité W.m3 représente l énergie produite au sein du matériau. Pour plus de détail il faut regarder à conduction sur Wikipedia. Je je connais pas Energy2d.

[invitebe7fa4f9]

Bonjour,

Je suis effectivement initié au phénomène de conduction, ma question est la suivante :

Peut-on dire que si on passe d'une couche - qui du fait de sa faible épaisseur (disons 0.1mm) - est considéré comme une surface possédant une puissance surfacique de 50 000 W/m² à une couche de plusieurs mm (même matériau, même puissance) alors cette dernière aura une puissance volumique de 50 000 / (1*10^-4) W/m3 ?

En gros comment fait-on pour passer d'une puissance surfacique à une puissance volumique ? Quelle est la puissance volumique d'une couche de 1mm dont on estime la puissance surfacique à X W/m² ?

J'espère avoir été clair.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez été clair et nous avons compris.
Mais si le logiciel vous demande une puissance volumique, cela veut dire qu’il n’est pas en train de résoudre votre problème, mais un autre où la conduction thermique dans le volume générateur d’énergie doit entrer en ligne de compte. Et il devrait vous demander cette conductivité. Le fait-il ?

S’il ne vous le demande pas, je ne sais pas quel problème il traite.
S’il vous le demande vous pouvez lui donner une couche très mince avec une conductivité très élevée pour le ramener à votre problème.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebe7fa4f9]

Bonjour,

La conductivité thermique est effectivement un des paramètres rentrés. Le problème est qu'il y a une épaisseur mini qu'on ne peut dépasser ; le logiciel n'est probablement pas adapté à mon cas mais c'est pour l'instant le seul que j'ai sous la main (pour une question de temps je ne peux utiliser que des logiciels gratuits). De plus, les seules données dont je dispose sont des puissances surfaciques quand le logiciel me demande des puissances volumiques, d'où mon blocage.

[invite6dffde4c]

Re.
Et quelle est l’épaisseur minimale ? Est-ce qu’elle est compatible avec votre problème ?
Et la conductivité thermique maximale ?
A+

[invitebe7fa4f9]

L'épaisseur minimale est de 0.001m soit 1mm là où en réalité certaines couches ne font pas plus de 0.2mm, ce n'est donc pas très adapté. Le logiciel semble plus être orienté BTP/diagnostic énergétique. Peut-être connaissez vous un autre logiciel de simulation thermique ?

Quant à la conductivité, il ne semble pas y avoir de valeur maximale.

[invite6dffde4c]

Re.
1 mm c’est petit devant les dimensions de l’ensemble. Je ne vois pas le problème.
Essayez de donner la plus haute conductibilité thermique possible. Par exemple, celle de l’argent.
A+

[RomVi]

Bonjour

Je ne connais pas ce logiciel, mais généralement on peut définir soit une puissance surfacique soit volumique.
En regardant le site dédié je me rend compte que cette application a plus un but d'illustration, les données ne sont pas forcément justes. Pourquoi ne pas utiliser une véritable application de simulation ?

[invitebe7fa4f9]

Bonjour,

A priori, pas possible de rentrer des puissances en surfacique mais je vais continuer à me renseigner.

Le logiciel ne promet effectivement pas de miracles en thermodynamiques ni en convection et rayonnement mais propose des résultats très proches de la réalité pour des études de conduction pure ; ce qui correspond globalement à mon étude (en prenant en compte quelques hypothèses simplificatrices). De plus, comme expliqué, mon étude se déroule sur une durée relativement courte et je n'ai donc pas vraiment le temps de m'attarder sur la recherche d'un logiciel, sachant que le choix d'un logiciel de simulation payant entrainerait encore plus de délais (validation administrative etc...).

LPFR, si je rentre une conductivité trop élevée par rapport à la conductivité réelle du matériau, cela ne risque t-il pas justement de fausser l'étude ?

[harmoniciste]

Bonjour
Utiliser un logiciel dont on ne sait pas ce qu'il calcule, ni comment il le calcule me semble une très mauvaise idée qui hélas se répand.

Une puissance par m3 ne me parait d'aucun intérêt dans votre problème, où ce n'est pas principalement le volume de matière qui absorbe ou génère l'énergie.

[RomVi]

Le logiciel ne promet effectivement pas de miracles en thermodynamiques ni en convection et rayonnement mais propose des résultats très proches de la réalité pour des études de conduction pure ; ce qui correspond globalement à mon étude (en prenant en compte quelques hypothèses simplificatrices). De plus, comme expliqué, mon étude se déroule sur une durée relativement courte et je n'ai donc pas vraiment le temps de m'attarder sur la recherche d'un logiciel, sachant que le choix d'un logiciel de simulation payant entrainerait encore plus de délais (validation administrative etc...).

Le soucis est que si tu ne prends pas en compte la convection à la surface de la vitre le résultat sera farfelu.
Il existe quelques logiciels permettant le calcul par éléments finis gratuits, sinon on peut simplement le faire sur une feuille Excel.