CHAPITRE 4

Transferts de chaleur par convection

1

Les 3 modes de transfert de chaleur sont :
La conduction
La convection
Le rayonnement
2

Transfert par conduction

3

Transfert par convection

4

Exemple de Chauffage par convection
Convecteur

Réservoir d’expansion Sortie de fumée

Pompe
Chauffe-eau

Brûleur
5

Transfert par rayonnement

6

Les 3 Modes de transfert Conduction

Convection

Rayonnement

7

La convection

8

1- Généralités – Définitions
Fluide chaud

Corps chaud Lorsque le transfert de chaleur s’accompagne d’un transfert de masse, il est appelé transfert par convection.

ϕ

(S)

Fluide froid
(air, eau …)

Ce mode d’échange de chaleur existe au sein des milieux fluides ou lorsque un fluide circule autour d’un solide.
9

L’étude du transfert de chaleur par convection permet de déterminer les échanges de chaleur se produisant entre un fluide et une paroi.
La quantité de chaleur échangée par unité de temps dépend de plusieurs paramètres :
- la différence de température entre la paroi et le fluide ;
- la vitesse du fluide ;
- la capacité thermique massique du fluide ;
- la surface d'échange ;
- l'état de surface du solide ;
- sa dimension etc . . .
10

Selon le mécanisme qui génère le mouvement du fluide, on distingue :

la convection naturelle la convection forcée

11

• La convection naturelle ou libre :
Le fluide est mis en mouvement sous le seul effet :

‰ des différences de masses volumiques résultant des différences de températures sur les frontières ;
‰ d’un champ de forces extérieures (la pesanteur).
‹

La convection forcée :

Le mouvement du fluide est induit par une cause indépendante des différences de température (pompe, ventilateur...).
12

Compte tenu du lien entre le transfert de masse et le transfert de chaleur, il est nécessaire de

considérer

la

nature

du

régime d’écoulement.
On distingue :

Ecoulement en régime turbulent
Ecoulement en régime laminaire

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2 - Loi de Newton
La loi de Newton donne l’expression
de