Transfert de chaleur

A.

Généralités sur le transport et le transfert de l’énergie thermique
De tous temps, les problèmes de transmission d’énergie, et en particulier de la chaleur, ont eu une importance déterminante pour l’étude et le fonctionnement d’appareils tels que les générateurs de vapeur, les fours, les échangeurs, les évaporateurs, les condenseurs, etc., mais aussi pour des opérations de transformations chimiques.
En effet, dans certains systèmes réactionnels, c’est la vitesse des échanges de chaleur et non la vitesse des réactions chimiques qui détermine le coût de l’opération (cas de réactions fortement endo- ou exothermique). En outre, de nos jours, par suite de l’accroissement relatif du prix de revient de l’énergie, on recherche dans tous les cas à obtenir le rendement maximal d’une installation pour une dépense d’énergie minimale.
Les problèmes de transfert de chaleur sont nombreux, et on peut essayer de les différencier par les buts poursuivis dont les principaux sont :
 l’augmentation de l’énergie transmise ou absorbée par une surface,
 l’obtention du meilleur rendement d’une source de chaleur,
 la réduction ou l’augmentation du passage d’un débit de chaleur d’un milieu à un autre.
Le potentiel qui provoque le transport et le transfert de l’énergie thermique est la température. Si deux points matériels placés dans un milieu thermiquement isolé sont à la même température, on peut affirmer qu’il n’existe aucun échange thermique global entre ces deux points dits en équilibre thermique (il s’agit bien d’un équilibre thermique car chacun des points matériels émet une énergie thermique nette de même module, mais de signe opposé).
Le transfert de chaleur au sein d’une phase ou, plus généralement, entre deux phases, se fait de trois façons :
a) Par conduction.
Ce transport de chaleur se produit au sein d’une même phase – au repos ou mobile, mais tranquille
(absence de remous) – en présence d’un gradient de température. Le