expose transfert thermique N°2

1. Préparé par :
Encadré par :
Omar kerrou
Soufiane Nouari M.Dlimi Latifa
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2. PLAN
 INTRODUCTION
 LOI DE FOURIER DANS LE CYLINDRE
 CAS SIMPLE
 CAS D’ISOLATION
• APPLICATION DE LOI FOURIER
 LE FLUX SANS ISOLATION
 LE FLUX AVEC ISOLATION
• EXEMPLES INDUSTRIELS
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3. • La conduction est le phénomène par lequel la chaleur se transmet
d’une région a haute température vers une autre a basse température
a l'intérieur d’un milieu solide, liquide, gazeux, ou entre différents
milieux mis en contact, il résulte de :
• l’agitation moléculaires pour les gaz et les liquides
• les vibrations des réseaux cristallins .
• Le déplacement d'électrons libres .
Définition : transfert de chaleur par conduction
Introduction
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4. Surface cylindrique simple
. Conditions limites :
Flux thermique : Résistance thermique:
. Loi de FOURIER :
Profil de température:
→
⇒
Tube de longueur, L et
conductivité λ
r=r0 𝜃 = 𝜃0 𝜃0 =
−𝑐1
2𝜋𝜆𝐿
Lnr0 + c2 r=r1 𝜃 = 𝜃1 𝜃1 =
−𝑐1
2𝜋𝜆𝐿
Lnr1 + c2
r0r1
r
𝜃0 .
𝜃1 .
∅
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5. Cas d’isolation thermique d’un cylindre
Ө2
Ө1
Ө3
Ө4
Ө0
Flux thermique
Résistance thermique
λ3
λ2
λ4
λn
4
Өn
Ө4
Ө3
r1
r2
r0
r3
r4
5

6. Application
cas sans isolation
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Soit un tube d'acier 20/27 mm dont la température de la paroi
interne est:
Өi = 119,75°C et celle de la paroi externe, Өe = 119,64°C.
Conductivité thermique de l'acier : λ= 46 W.m-1.°C-1
Calculer :
1. la résistance thermique du tube pour une longueur de 1 m.
1. le flux de chaleur, correspondant.

7. Solution
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1. Résistance thermique du tube, pour une longueur de 1 m est :
R = 1,038.10-3 °C/W
2. Le flux de chaleur traversant, par conduction, un tube de 1m de longueur:
Φ = 105,97 W
A.N. :
A.N. :

8. Cas du tube isolé
L’extérieur du tube 20/27 étudié dans l'exemple précédent est isolé sur une épaisseur de 2 mm
On suppose que les températures intérieures et extérieures restent inchangées : la température de la
paroi interne est Ө1= 119,75°C et celle de la paroi externe Ө2 = 119,64°C.
Calculer :
1. la résistance thermique de la couche d’isolation (pour une longueur de 1 m).
2. la résistance équivalente du tube isolé.
3. le flux thermique correspondant.
On donne la conductivité thermique de l’isolant : λi = 2,2 W.m-1.°C-1
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9. Solution
9
r1
r0
ri
Ө1
∙
Ө0
∙
Acier
isolant
ri = r1+e ⇒ ri = 15,5 mm
r1=13,5 mm
• Rayon d’isolant :
• Rayon interne du tube:
• Rayon externe du tube:
r0= 10 mm

10. 1.la résistance thermique de la couche d’isolant , pour une longueur de 1 m:
A.N.
Ri = 9,994.10-3 °C/ W
2. la résistance équivalente du tube isolé est donnée par les
deux résistances en série: R = Racier + Risolant
A.N R = 1,038.10-3 + 9,994.10-3
R = 1,1032.10-2 °C/W
3. Le flux traversant le tube isolé de 1m de longueur:
A.N Φ = 9,97 WΦ=
(𝟏𝟏𝟗,𝟕𝟓−𝟏𝟏𝟗,𝟔𝟒)
𝟏,𝟏𝟎𝟑𝟐.10−2
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11. Analyse des résultats
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2. Le flux traversant le tube isolé de 1m de longueur:
1. Le flux traversant le tube de 1m de longueur:
Φ = 105,97 W
Φ = 9,97 W
⇓
L’isolant réduit les pertes thermiques

12. les applications d’isolation dans l’industrie
cas d’une chaudière
Dans beaucoup d'anciennes chaudières, il est possible de démonter l'enveloppe
extérieure (la jaquette) et d'insérer sous celle-ci un nouvel isolant ou un isolant
complémentaire en laine minérale.
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13. Placement de nouveaux panneaux isolants sous la jaquette
en passant d'une épaisseur d'isolant de 3 cm (en bon état !) à une épaisseur d'isolant de 5 cm, on diminue de 40 % la
perte de chaleur par les parois de la chaudière.
Soit un gain d'environ 13 litres de fuel par an et par m² de paroi pour une chaudière maintenue à 70°C durant la saison
de chauffe, le gain est de 200 litres/m² de fuel par an.
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14. a- Les climatiseurs à petite
puissance
Cas d’isolation dans le domaine de climatisation
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15. Pour les grands installations de climatisations
b- Les climatiseurs à grande puissance
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16. Merci pour votre attention
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