Déperdition thermique

[invite6d271278]

Bonjour à tous,

J'ai un exercice don't je n'arrive pas à trouver la solution... :/

J'ai un bloque d'argile (3*3*10)m^3 que je dois chauffer a 200°C. Je dispose de 20KW. J'aimerais donc calculer les déperditions thermique pour savoir si la puissance est sufisante. Mon bloque d'argile est inclus dans la terre. Ce qui veut dire que sur la surface externe haute, il y a de la convection avec de l'air ainsi que sur toutes les autres surfaces, il y a de la conduction avec de l'argile (sur une longeur infini)

Merci de votre aide à l'avance.
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[invite6d271278]

Quelqu'un a une idée ?

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Comment chauffez-vous le bloc d’argile ?
3 m * 3 m * 10 m = 90 m³ ?
Ça va mettre longtemps pour chauffer.

Si l'argile est humide, elle se fissurera.
Au revoir

[invite6d271278]

Bonjour, il y a une résistance éléctrique en plein milieu du bloc

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Le calcul est un peu compliqué. Car le bloc lui-même est un isolant thermique (dont la conductivité thermique dépend de son degré d’humidité).
La température au niveau de la résistance sera très élevée par rapport à celle des surfaces.
Pour les perte de la surface à l’air, il faut faire le calcul suivant ces recommandations ;
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).

Sans oublier que ce sont des approximations.

Pour les autres parois, c’est encore plus dur, car on ne connaît ni la conductibilité thermique ni les conditions aux limites. La température évaluera très lentement vers une asymptote proche de la température au niveau de la résistance.

Ça sert à quoi, tout ça ?
A+

[invite6d271278]

Bonjour, merci de tes explications.
Justement ne connaissant pas grand chose quant aux conditions aux limites ni a la conductibilité thermique, je vuex juste faire un calcul approché.

En gros, je modélise mon bloque d'argile par un cube (2 -2 -2), et je part du principe que les surfaces sont des plans où on peut écrire l'équation

phi =DT*S*lambda/e

. Je sais que la temperature de mon sol est de 5°C, et celui de mon bloc de 200°C. le lambda est connu (et constant) mais ce qui me manque c'est l'épaisseur...

[invite6d271278]

Je dois chauffer mon bloque d'argile à une temperature maximum avec 20KW. Du coup, j'aimerais connaitre les déperditions thermique pour savoir si c'est possible de le chauffer a 200°C, ou alors à 35°C...

[invite6dffde4c]

Re.
Vous n’aurez une situation d’équilibre (avec des températures qui n’évoluent pas que si vous attendez un temps très grand.
Vous aurez une situation transitoire, dans laquelle la température monde au centre est transmet de la chaleur autour ce qui fait augmenter la température autour.
La vitesse de cette augmentation dépend du rapport entre la conductivité thermique et la capacité calorifique de l’argile.

Et le sol, me si vous commencez à 5°C (vous êtes dans quel pays ?) augmentera autour de l’objet.
La vitesse de cette augmentation dépend du rapport entre la conductivité thermique et la capacité calorifique du sol.

Il n’y a pas de solution simple. Il faut résoudre l’équation de la chaleur et le mieux est que vous trouviez un logiciel spécialisé. Peut-être qu’on peut trouver des logiciels gratuits.
A+

[invite6d271278]

Oui, ca je sais. J'ai essayer de résoudre l'équation de la chaleur. Mais je n'ai pas réussis. A chaque fois, j'avais une inconnue en trop.
Connaisser vous des logiciels gratuits ?

[invite6dffde4c]

Re.
Non. Ce n’est pas mon domaine.
A+

[Garion]

Peut-être avec Energy+, c'est un moteur de calcul gratuit destiné au bâtiment, mais peut-être assez souple pour modéliser ce genre de problème.
Toutefois, il faut savoir où devra être pris la mesure de température, car en surface l'argile ne sera peut-être jamais à 200°C tandis qu'au centre, elle pourra le dépasser.

[RomVi]

Bonjour

La température de la surface externe est assez facile à calculer, elle ne dépend que des échanges superficiels. Pour connaitre la température de la résistance à cœur il suffit de simplifier la géométrie en utilisant l'équation de chaleur en coordonnées sphériques, l'approximation ne sera pas trop mauvaise.
Par contre pour calculer la phase transitoire il faut passer par un logiciel, on peut éventuellement le faire sur Excel, par itérations.
Il faudra alors impérativement connaitre le Cp de l'argile, sa conductivité, sa masse volumique et considérer que l'argile est sèche sous peine de compliquer considérablement la démarche.

[invite6d271278]

Bonjour tout le monde ! Merci de vos réponses.

Je cherche à savoir quell temperature maximal je peux avoir (en un temps illimité c'est à dire régime stationnaire), si j'inject dans mon bloc une puissance donnée de 20KW.
J'essaie donc de calculer la puissance perdu par le bloc.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Nous avons tous très bien compris ce que vous cherchez.
- Mais vous ne nous avez pas dit quel est l’objet de tout ça. Car vouloir chauffer un bloc de 90 m³ d’argile n’est pas banal.
- Vous ne nous avez pas répondu non plus si l’argile du bloc était humide.
- Ni quelle est la nature du sol sur lequel repose le bloc.

Sans savoir ça, je n’ai pas envie de continuer.
Au revoir.

[invite6d271278]

Re,

Pour ma curiosité personel !
Dans mon projet, je ne prends pas en compte l'humidité de l'argile. Je veux juste une modélisation grossiere.
Je considere que le sol est aussi de l'argile.
Comme je l'ai dit, je veux juste avoir un ordre de grandeur pour ma puissance perdu.

[invite6dffde4c]

Re.
Qu’est ce qui vous fait penser que nous allons gober ça ?
S’il n’y a pas une raison valable pour réfléchir à un problème, pourquoi pensez-vous que nous allons faire des efforts et perdre notre temps pour une simple idée absurde.
J’arrête.
Ciao.

[invite6d271278]

Tout simplement parce que la question n'a aucun rapport avec le sujet. Je veux juste connaitre ma puissance. Pas besoin du context si ? En réalité je veux enlever de l'huile de mon bloc d'argile. Je le chauffe donc. Ca vous aide ? ....

[invite6dffde4c]

Re.
Je n'ai pas besoin d'aide.

Je crois devinez ce que vous n’osez pas avouer : que cette question est la suite de cette discussion :
http://forums.futura-sciences.com/ph...on-gasoil.html

Concernant la « dépollution » du sol contaminé par du gas-oil.
Ciao (définitif, cette fois).

[invite6d271278]

Gasoil, huile, HC... c'est la meme chose. Mais ca n'a pas de rapport avec le sujet de cette discussion

Bien cordialement,

[invite6d271278]

Re bonjour,
Je n'ai toujours pas trouvé la réponse a ma solution...
Avez vous des solutions a mon problem ? J'ai essayé de modéliser le systéme extérieure par des aillettes. Ca ne me donne rien de coherent.

J'ai essayé un logiciel dans la thermique. Mais la aussi, ca n'a donné aucun résultat ! :/

Merci grandement de votre future aide !
a+

[invite6d271278]

C'est re moi, après quelques recherche je suis tombé sur ce site : http://www.sciences.univ-nantes.fr/s..._ailette1.html

J'ai donc utilisé une des formule en admettant que L = infini.


Voila mon petit tableau. Cela vous semble coherent ?

[invite6d271278]

AH... je viens de me rendre compte que j'ai un problem avec le perimeter qui est infini...