I.5.3. Modes de transfert de chaleur:
Lorsque l'on met en présence deux corps de
températures différentes, ils échangent de
l'énergie sous forme de chaleur jusqu'à atteindre un état
d'équilibre qui se traduit par l'uniformisation de leurs Formulation
d'un problème de transfert de chaleur. Ces échanges thermiques
sont de trois types:
? La conduction thermique ou diffusion thermique.
? La convection.
? Le rayonnement thermique.
I.5.3.1. La conduction thermique :
Ce transfert de chaleur est le seul que l'on puisse rencontrer
dans les solides. La propagation de la chaleur s'effectue d'atome en atome, de
proche en proche, par transmission d'énergie d'agitation thermique. En
milieu solide les atomes, dont les positions d'équilibre sont fixes dans
l'espace, transfèrent de la chaleur sans déplacement de
matière. La théorie de la conduction repose sur
l'hypothèse de Fourier: le flux de chaleur est proportionnel au gradient
de température. [10]
CHAPITER I Etude bibliographique
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b= -?S,????-????.
? : Puissance transférée (W)
S : Aire de la section de passage du flux de chaleur (m)
x : Variable d'espace dans la direction du flux Le signe (-)
dans l'équation est dû au fait que le flux de chaleur circule dans
le sens opposé au gradient de température.
X : Conductivité thermique du matériau, elle
caractérise la propension d'un matériau à conduire la
chaleur il s'exprime en W m- 1 K- 1. Lorsqu'un matériau laisse
facilement diffuser la chaleur on dit qu'il est conducteur, c'est le cas
notamment des métaux dont la conductivité thermique est
élevée. À l'inverse, un matériau tel que l'air au
repos s'oppose au transfert de chaleur et est donc appelé isolant.a,dns
ce cas la conductivité thermique est faible. [10]
I.5.3.2 Convection :
C'est, de façon générale, un transfert de
chaleur entre deux phases de nature différente. Elle intervient, par
exemple, à la surface de séparation entre un
solide et un fluide( liquide ou gaz ), ou aussi bien, à la surface
libre
entre un liquide et un gaz.
Le transfert de chaleur s'effectue en 2 phases :
? 1ère phase : la chaleur est échangée
par conduction entre la surface solide et une mince couche de fluide
(appelée "film"), au voisinage de la surface.
? 2ème phase : le fluide du film est
déplacé dans la masse du fluide ; ce déplacement du fluide
est, soit
naturel (variation de la masse volumique du film chauffé
ou refroidi, par rapport celle du fluide en masse),
soit artificiel (action d'une pompe, d'un agitateur). On parle
alors soit de convection naturelle, soit de
convection forcée.
Donc, le transfert de chaleur par convection est provoqué
par le déplacement d'un fluide, qui transporte avec lui
l'énergie qu'il contient. [10]
b=h.S.(Ts-Too)
? : Puissance transférée (W)
S : Surface traversée (m2)
Ts : Température de la surface (K)
Too : Température moyenne du fluide (K)
CHAPITER I Etude bibliographique
14
h : Coefficient moyen de transfert convectif (W/m2K) La valeur du
coefficient de transfert de chaleur par convection h est fonction de la nature
du fluide, de sa température, de sa vitesse et des
caractéristiques géométriques de la surface de contact
solide /fluide.
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