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L3 architecture ─ Cours Equipement 1
Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021
Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA
8
Cours du dimanche 27 décembre
II.4 – Convection
C’est le transfert de chaleur d’un fluide (liquide ou gazeux) à un solide et qui
sont en contact direct et en mouvement l’un par rapport à l’autre. Les
courants de convection transportent la chaleur par le mouvement de
molécules (particules).
Tf
Le flux de chaleur échangé par convection entre une paroi solide à la
température Tp et le fluide à la température Tf est défini par la Loi de
NEWTON.
a) Flux thermique en convection
Le flux thermique provoqué par une différence de température entre le
fluide et le solide.
Si (Tp > Tf ) , selon la loi de Newton, le flux thermique sera :
 
S
P
V
C T
T
S
h 
 .
.

Tp
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L3 architecture ─ Cours Equipement 1
Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021
Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA
9
avec :
Tp : température à la face de la paroi [°C],
Tf : température du fluide [°C],
hcv : coefficient d’échange superficiel par convection, appelé aussi,
coefficient de convection, exprimé en [Kcal/m².h.°C] ou
en [W/m².K].
Ce coefficient dépend de la nature du fluide, de sa température, de sa
viscosité et de sa vitesse.
b) Densité de flux thermique en convection
La densité sera :
 
f
P
CV T
T
h
S
q 

 .

 T
h
q CV 
 .
c) Quantité de chaleur en convection
Elle est exprimée en fonction du temps :
  t
T
T
h
t
Q f
P
cv .
.
. 

 
d) Résistance thermique en convection
Elle est définie par le rapport suivant :
CV
CV
th
h
R
1
, 
d’où on peut écrire :
CV
th
CV
CV
R
T
h
T
T
h
q
,
1
.






et
CV
f
P
CV R
q
T
T
R
q
T .
. 




et, on note : (Rth, CV ) ou bien (RCV).
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L3 architecture ─ Cours Equipement 1
Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021
Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA
10
II.5 – Rayonnement
C’est la transmission de chaleur provoquée par la différence de
température entre deux corps sans contact physique, mais séparés par un
milieu transparent tel que, l’air ou le vide.
Il s’agit d’un rayonnement électromagnétique. Les corps émettent de
l’énergie par leur surface, sous forme d’un rayonnement d’ondes
électromagnétique. Ainsi, entre deux corps, l’un chaud, l’autre froid, mis
l’un en face de l’autre, (même séparés par du vide), une transmission de
chaleur s’effectue par rayonnement du corps chaud vers le corps froid.
Le corps chaud émet un flux 1 et absorbe une partie du flux 2 émis par le
corps froid.
L’émittance totale Mo
est la puissance émise par unité de surface. Elle est
définie par la Loi de STEFAN BOLTZMAN.
4
. T
M o


 : constante de STEFAN-BOLTZMAN = 5.675.10-8
[W/m².K4
]
Mo
: émittance totale exprimée en [w/m²], pour un corps noir. Elle
proportionnelle à la température absolue de la surface
Un corps noir a la propriété d’absorber tout le rayonnement qui lui parvient
quelque soit sa longueur d’onde, son coefficient d’absorption  = 1 et son
coefficient de réflexion  = 0.
Entre deux corps noirs, l’un chaud à température T1, et l’autre froid à
température T2, placés l’un en face de l’autre (c’est-à-dire que tout le flux
émis par l’un des corps est reçu par l’autre), le flux échangé s’écrit :
 
4
2
4
1
. T
T
S 
 

de la même façon, le flux net échangé entre deux corps gris s’écrit :
 
4
2
4
1
2
,
1
1 .
.
. T
T
F
S 
 

F1,2 : facteur de forme qui tient compte de la géométrie considérée.
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Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021
Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA
11
On a alors, une relation du flux thermique de type NEWTON :
a) Flux thermique par Rayonnement
 
2
1
.
. T
T
S
hr 


b) Coefficient de transmission par rayonnement
Le coefficient de transfert de chaleur par rayonnement sera :
2
,
1
3
1 .
.
4 F
T
hr 

c) Résistance thermique de surface de rayonnement
Et de la même façon que précédemment, on définira la résistance de
surface de rayonnement :
S
h
R
r
r
th
.
1
, 

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  • 1. Université 3 Constantine L3 architecture ─ Cours Equipement 1 Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021 Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA 8 Cours du dimanche 27 décembre II.4 – Convection C’est le transfert de chaleur d’un fluide (liquide ou gazeux) à un solide et qui sont en contact direct et en mouvement l’un par rapport à l’autre. Les courants de convection transportent la chaleur par le mouvement de molécules (particules). Tf Le flux de chaleur échangé par convection entre une paroi solide à la température Tp et le fluide à la température Tf est défini par la Loi de NEWTON. a) Flux thermique en convection Le flux thermique provoqué par une différence de température entre le fluide et le solide. Si (Tp > Tf ) , selon la loi de Newton, le flux thermique sera :   S P V C T T S h   . .  Tp
  • 2. Université 3 Constantine L3 architecture ─ Cours Equipement 1 Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021 Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA 9 avec : Tp : température à la face de la paroi [°C], Tf : température du fluide [°C], hcv : coefficient d’échange superficiel par convection, appelé aussi, coefficient de convection, exprimé en [Kcal/m².h.°C] ou en [W/m².K]. Ce coefficient dépend de la nature du fluide, de sa température, de sa viscosité et de sa vitesse. b) Densité de flux thermique en convection La densité sera :   f P CV T T h S q    .   T h q CV   . c) Quantité de chaleur en convection Elle est exprimée en fonction du temps :   t T T h t Q f P cv . . .     d) Résistance thermique en convection Elle est définie par le rapport suivant : CV CV th h R 1 ,  d’où on peut écrire : CV th CV CV R T h T T h q , 1 .       et CV f P CV R q T T R q T . .      et, on note : (Rth, CV ) ou bien (RCV).
  • 3. Université 3 Constantine L3 architecture ─ Cours Equipement 1 Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021 Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA 10 II.5 – Rayonnement C’est la transmission de chaleur provoquée par la différence de température entre deux corps sans contact physique, mais séparés par un milieu transparent tel que, l’air ou le vide. Il s’agit d’un rayonnement électromagnétique. Les corps émettent de l’énergie par leur surface, sous forme d’un rayonnement d’ondes électromagnétique. Ainsi, entre deux corps, l’un chaud, l’autre froid, mis l’un en face de l’autre, (même séparés par du vide), une transmission de chaleur s’effectue par rayonnement du corps chaud vers le corps froid. Le corps chaud émet un flux 1 et absorbe une partie du flux 2 émis par le corps froid. L’émittance totale Mo est la puissance émise par unité de surface. Elle est définie par la Loi de STEFAN BOLTZMAN. 4 . T M o    : constante de STEFAN-BOLTZMAN = 5.675.10-8 [W/m².K4 ] Mo : émittance totale exprimée en [w/m²], pour un corps noir. Elle proportionnelle à la température absolue de la surface Un corps noir a la propriété d’absorber tout le rayonnement qui lui parvient quelque soit sa longueur d’onde, son coefficient d’absorption  = 1 et son coefficient de réflexion  = 0. Entre deux corps noirs, l’un chaud à température T1, et l’autre froid à température T2, placés l’un en face de l’autre (c’est-à-dire que tout le flux émis par l’un des corps est reçu par l’autre), le flux échangé s’écrit :   4 2 4 1 . T T S     de la même façon, le flux net échangé entre deux corps gris s’écrit :   4 2 4 1 2 , 1 1 . . . T T F S     F1,2 : facteur de forme qui tient compte de la géométrie considérée.
  • 4. Université 3 Constantine L3 architecture ─ Cours Equipement 1 Suite Chapitre 2 : Transfert de chaleur Année 2020/2021 Chargée de cours : Dr. S. BOUZENADA 11 On a alors, une relation du flux thermique de type NEWTON : a) Flux thermique par Rayonnement   2 1 . . T T S hr    b) Coefficient de transmission par rayonnement Le coefficient de transfert de chaleur par rayonnement sera : 2 , 1 3 1 . . 4 F T hr   c) Résistance thermique de surface de rayonnement Et de la même façon que précédemment, on définira la résistance de surface de rayonnement : S h R r r th . 1 , 