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Concept
Résistance thermique
Résumé
La résistance thermique quantifie l'opposition à un flux thermique entre deux isothermes entre lesquels s'effectue un transfert thermique de sorte que :
où est le flux thermique en watts (W) et est la différence de température en kelvins (K). La résistance thermique s'exprime en kelvins par watt (K/W). La résistance thermique surfacique (en mètres carrés-kelvins par watt, K·m·W-1, est son équivalent rapporté à la densité de flux thermique (en watts par mètre carré, W/m) :
Cette dernière est davantage utilisée dans le cas des surfaces planes notamment dans le domaine de la thermique du bâtiment.
L'inverse de la résistance thermique est la conductance thermique ou coefficient de transmission thermique. L'inverse de la résistance thermique surfacique est le coefficient de transmission thermique surfacique (en watts par mètre carré-kelvin, W·m-2·K-1).
Selon le mode de transfert thermique, on distingue :
la résistance thermique de conduction, pour un flux thermique par conduction ;
la résistance thermique de convection, pour un flux thermique par convection.
Les isothermes sont des surfaces planes et parallèles, c'est par exemple le cas d'un mur d'un bâtiment. La résistance thermique de conduction d’un élément d’épaisseur en mètres (m), de surface en mètres carrés (m), et de conductivité thermique en watts par mètre-kelvin (W m K) s'exprime :.Cette formule néglige les effets de bord en supposant que les dimensions (longueur, largeur) de l’élément sont très grandes devant son épaisseur . On suppose aussi que les matériaux constituant l’élément sont isotropes, c’est-à-dire que leur comportement thermique est le même quelle que soit la direction. L’élément peut être constitué de différents matériaux isotropes (ou considérés comme tels), par exemple un mur en brique recouvert d’un enduit à l’extérieur et d’un isolant à l’intérieur.
On trouve aussi la relation de résistance thermique surfacique :.
Les isothermes sont des cylindres concentriques, c'est par exemple le cas d’un tuyau, d’une canalisation La résistance thermique de conduction d’un élément cylindrique de longueur en mètres (m), de rayon interne et externe en mètres (m) vaut :.
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