Conduction
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Plan du cours de l’élément de module : Transfert de chaleurChapitre I: Transfert de chaleur par conduction; Chapitre II: Transfert de chaleur par convexion; Chapitre III: Echangeur de chaleur.
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GENERALITES SUR LES TRANSFERTS DE CHALEUR
1.1 Introduction La thermodynamique permet de prévoir la quantité totale d’énergie qu’un système doit échanger avec l’extérieur pour passer d’un état d’équilibre à un autre. La thermique (ou thermocinétique) se propose de décrire quantitativement
(dans l’espace et dans le temps) l’évolution des grandeurs caractéristiques du système, en particulier la température, entre l’état d’équilibre initial et l’état d’équilibre final.
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1.2 Définitions
1.2.1 Champ de température Les transferts d’énergie sont déterminés à partir de l’évolution dans
l’espace et dans le temps de la température : T = f (x,y,z,t). La valeur instantanée de la température en tout point de l’espace est un scalaire appelé champ de température. Nous distinguerons deux cas : - Champ de température indépendant du temps : le régime est dit permanent ou stationnaire. - Evolution du champ de température avec le temps : le régime est dit variable ou transitoire.
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1.2.2 Gradient de température Si l’on réunit tous les points de l’espace qui ont la même température, on obtient une surface dite surface isotherme (en régime variables les surfaces isothermes sont mobiles et déformables; en régime stationnaire elles sont invariables). La variation de température par unité de longueur est maximale le long de la normale à la surface isotherme. Cette variation est caractérisée par le gradient de température :
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Chapitre 1: TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONDUCTION
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2.2.6. Sphère creuse à surface isotherme : on considère une sphère creuse, de rayons intérieur r1, et extérieur r2, à ses surfaces limites à des