Diffusion de chaleur transitoire: modèle de capacité Lumped

Cette séance de cours couvre le phénomène de diffusion de chaleur transitoire, introduisant le modèle de capacité cumulée et son application à la résolution de la conduction thermique transitoire sous refroidissement par convection. L'instructeur explique le nombre de Biot, les effets spatiaux et fournit une solution généralisée pour les géométries planes, radiales et sphériques. La séance de cours traite également des hypothèses sous-jacentes au modèle, telles qu'une conductivité thermique élevée assurant une température uniforme dans le solide et l'impact du volume de liquide sur la stabilité de la température. Une analogie électrique est présentée pour aider à comprendre le processus de refroidissement, en soulignant l'importance du nombre de Biot dans la détermination des caractéristiques de transfert de chaleur. Des exemples pratiques, comme l'utilisation d'un thermocouple pour mesurer la température dans un flux de gaz, sont utilisés pour illustrer les concepts.

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Séances de cours associées (304)

Concepts associés (93)

ME-341: Heat and mass transfer

This course covers fundamentals of heat transfer and applications to practical problems. Emphasis will be on developing a physical and analytical understanding of conductive, convective, and radiative

Résistance thermique

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.

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

Convection thermique

La convection (thermique) désigne le transfert d'énergie thermique au sein d'un fluide en mouvement ou entre un fluide en mouvement et une paroi solide. Ce transfert d'énergie est réalisé par deux modes de transfert élémentaire combinés que sont l'advection et la diffusion. La convection constitue, avec la conduction et le rayonnement, l'un des trois modes d'échange de chaleur entre deux systèmes, et diffère de ces derniers par la méthode de transfert.

Isolation thermique

thumb|Isolation thermique effectuée par l'extérieur afin de limiter les ponts thermiques. L’isolation thermique est l'ensemble des techniques mises en œuvre pour limiter les transferts de chaleur entre un milieu chaud et un milieu froid. L'isolation thermique est utilisée dans de nombreux domaines, notamment le bâtiment, l'industrie, l'automobile, la chaîne du froid, la cuisine et le textile. Elle permet de réduire la consommation énergétique, donc les coûts et les émissions de gaz à effet de serre.

Conductivité thermique

La conductivité thermique (ou conductibilité thermique) d'un matériau est une grandeur physique qui caractérise sa capacité à diffuser la chaleur dans les milieux sans déplacement macroscopique de matière. C'est le rapport de l'énergie thermique (quantité de chaleur) transférée par unité de temps (donc homogène à une puissance, en watts) et de surface au gradient de température. Notée λ (anciennement K voire k), la conductivité thermique intervient notamment dans la loi de Fourier.

Transfert de chaleur transitoire ME-341: Heat and mass transfer

Couvre les exercices sur le transfert de chaleur et de masse, y compris le transfert de chaleur multimodal et la conduction transitoire.

Convection forcée interne: Aspects hydrodynamiques ME-341: Heat and mass transfer

Couvre les aspects hydrodynamiques et thermiques de la convection forcée interne.

Landauer Formalisme: Cohérence Longueurs ME-469: Nano-scale heat transfer

Explore le formalisme Landauer et les longueurs de cohérence dans le transport d'énergie dans les nanostructures.

Coefficient global de transfert de chaleur ME-341: Heat and mass transfer

Explore les mécanismes de transfert de chaleur, les résistances thermiques et la conception des échangeurs de chaleur.

Condensation : Film laminaire ME-341: Heat and mass transfer

Couvre la condensation du film laminaire sur une plaque verticale et les facteurs clés influençant le processus de condensation.