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Concept
Coefficient de transfert thermique
Résumé
Le coefficient de transfert thermique ou coefficient de transmission thermique est un coefficient quantifiant le flux d'énergie traversant un milieu, par unité de surface, de volume ou de longueur. L'inverse du coefficient de transfert thermique est la résistance thermique. C'est un terme important dans l'équation d'un transfert thermique et permet d'indiquer la facilité avec laquelle l'énergie thermique passe un obstacle ou un milieu.
Dans le cas d'un transfert surfacique, il est appelé coefficient de transfert thermique surfacique ou résistance thermique d'interface. C'est dans ce cas un flux thermique au travers d'une surface d'échange. Il permet de calculer l'intensité de l'énergie échangée par unité de surface et unité de temps en fonction de la différence de température de part et d'autre de la surface d'échange.
Dans le cas d'un transfert le long d'une surface dont l'une des dimensions excède fortement l'autre, on parle de coefficient de transfert thermique linéique. Dans le cas d'un transfert pour lequel on peut considérer que le flux passe par un point, on parle de coefficient de transfert thermique ponctuel.
Mathématiquement, on définit de la manière suivante le coefficient de transfert thermique (ici pour un cas de transfert thermique surfacique) :
avec :
coefficient de transfert thermique, exprimé en watts par mètre carré-kelvin (W m K) ;
flux thermique (puissance transférée), en watts (W) ;
surface d'échange, en mètres carrés (m) ;
différence de température de part et d'autre de la paroi, en kelvins ou en degrés Celsius (K ou °C).
Le transfert thermique est facilité par un coefficient élevé, qui est dépendant de la rugosité des surfaces en vis-à-vis et de la pression exercée par l'une sur l'autre. Il varie entre 2 et .
Dans le cas d'une interface complexe composée de plusieurs surfaces d'échange successives, il est possible de composer les coefficients pour obtenir le coefficient de transfert global.
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