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

Pompe
Chauffe-eau

Sortie de fumée

Brûleur
5

Transfert par rayonnement

6

Les 3 Modes de transfert Convection

Conduction

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

ϕ

(S)

Fluide froid (air, eau …)

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

la convection naturelle la convection forcée

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• 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