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EXAMEN FINAL MEC3200 – Transmission de chaleur – AU 2005
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Problème No. 1 : (3 points)

Lors d’un essai en soufflerie, une plaque plane d’aluminium de 2 mètres de longueur est chauffée électriquement. Le dessous de la plaque est isolé et le flux de chaleur transféré à l’écoulement est de q’’ = 1000 W/m2. L’air dans la soufflerie est à une température T∞= 290 K, est à la pression atmosphérique et sa vitesse est de V∞ = 10 m/s. Déterminez la température moyenne Ts de la surface de la plaque.
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Problème No. 2 : (3 points)

En sortant d’un four, un long cylindre d’acier d’un diamètre D = 0,02 m ayant une température égale à Ts = 150°C est placé perpendiculairement à un écoulement d’air à la vitesse V∞ = 3 m/s et à la température T∞= 23°C. Estimez le coefficient de convection moyen h entre le cylindre et l’air.

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Problème No. 3 : (4 points)

De la vapeur d’eau à la pression atmosphérique ayant une température Thi = 400 K entre dans une conduite cylindrique métallique mince à une vitesse V = 10 m/s. La conduite est encastrée dans une section carrée de béton de côté w = 0.2m, le tout sur une longueur L = 10 m. On peut négliger la résistance de contact entre la conduite et le béton. La surface extérieure du béton est a une température égale à To = -10°C.

a) Déterminez le coefficient de convection entre la vapeur et la conduite cylindrique.

b) Déterminez le flux de chaleur q en watts perdu par la vapeur sur la longueur totale L = 10 m.

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Utilisez les propriétés suivantes pour la vapeur et le béton:

|Vapeur |Béton |
| | |
|ρ = 0,554 kg/m3 |kb =1,4 W/mK