TP-thérmique

Faculté des Sciences et Techniques Er-rachidia
Master technologie solaire et développement durable
Année universitaire 2019/2020

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SOMMAIRE
INTRODUCTION : .............................................................................................................................................. 3
T.P. 1 : CONDUCTION THERMIQUE LINEAIRE EN REGIME STATIONNAIRE ......................................................... 4
I. BUT : ..................................................................................................................................................... 4
II. PARTIE THEORIQUE :.................................................................................................................................. 4
III. ETUDE PRATIQUE : ............................................................................................................................... 5
IV. MANIPULATION : ...................................................................................................................................... 6
IV.1. Verification de l’équation de la chaleur ........................................................................................ 6
IV.2. Déduction de conductivité thermique de laiton Cherchons la conductivité thermique λaiton ............ 8
T.P. 2 : TRANSFERTS DE CHALEUR COMBINES : CONVECTION ET RAYONNEMENT ........................................... 9
I. BUT : ..................................................................................................................................................... 9
II. PARTIE THEORIQUE .................................................................................................................................... 9
II.1. Transfert de chaleur par convection : ............................................................................................ 9
II.2. .Transfert de la chaleur par rayonnement : ................................................................................. 11
III. PARTIE PRATIQUE : ............................................................................................................................. 11
IV. MANIPULATION : .................................................................................................................................... 12
IV.1. Etude en convection naturelle :................................................................................................... 12
IV.2. Etude en convection forcée : ....................................................................................................... 13
TP3 : LA MAISON THERMIQUE ........................................................................................................................ 15
I. INTRODUCTION....................................................................................................................................... 15
II. BUT : .................................................................................................................................................. 15
III. PARTIE THEORIQUE : .......................................................................................................................... 15
IV. PARTIE PRATIQUE : ........................................................................................................................ 16
IV.1. Le dispositif de travail :............................................................................................................... 16
IV.2. Conclusion :................................................................................................................................ 19
Liste des tables et figures
MESURES DES THI DE 1A 8 SANS TH4ET TH5 EN FONCTION DES DEFERENTS TENSIONS........................................................ 7
LES COURBES DE DISTRIBUTION DE TEMPERATURE SANS SECTION INTERMEDIAIRE ........................................ 7
MESURES DES THI DE 1A 8 AVEC TH4ET TH5 EN FONCTION DES DEFERENTS TENSIONS ....................................................... 7
LES COURBES DE DISTRIBUTION DE TEMPERATURE AVEC SECTION INTERMEDIAIRE : ...................................... 8
COEFFICIENT D'ECHANGE DE CHALEUR PAR CONVECTION ............................................................................... 9
LES COEFFICIENTS C1 ET C2 ET LES EXPOSANTS N ET M SONT : ...................................................................................... 10
VARIATION DES FLUX EN FONCTION DE Q ...................................................................................................... 13
T EN FCT DE VITESSE ....................................................................................................................................... 13
VARIATION DES FLUX EN FONCTION DE UA .................................................................................................... 14
LES COURBES DE TEMPERATURES : ................................................................................................................ 18

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INTRODUCTION :
L’énergie correspond à un transfert ou échange par interaction d’un système Avec
Son environnement. Ce système subit alors une transformation. On distingue
habituellement deux
types d’énergie :
 le travail noté W qui peutprendre diverses formes selon l’origine physique du
transfert en jeu (électrique, magnétique, mécanique…..)
 la chaleur notée Q. On distingue entre troismodes de transfert de chaleur :
 La conduction :
transport d’énergie dans la matière sans de déplacement de matière transport par les
électrons (conducteur) ou les phonons (isolant)
 nécessite un milieu solide de transmission
 transmission faible dans les gaz
 La convection :
transport d’énergie dans la matière avec déplacement de matière transport par
écoulement de fluide (liquides, gaz) / différence de masse volumique.
 nécessite un milieu fluide de transmission
 Le rayonnement :
Transport d’énergie sous forme d’ondes électromagnétiques, pas de
déplacement de matière pas de contact entre les objets ou milieux qui échangent l’énergie
pas de milieu de transmission nécessaire (dans le vide, ça marche aussi !)

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T.P. 1 : Conduction thermique linéaire en régime
stationnaire
I. But :
Objectifs de cette manipulation est :
 Détermination de la distribution des températures au sien de la
barre métallique
 Vérification de la loi de Fourier
 Détermination de la conductivité thermique de laiton
II. Partie théorique :
 La loi de Fourier :
 Equation de la chaleur :
Pour Un solide homogène, de conductivité thermique λ constante, sans
sources de chaleur, l’équation de propagation de la chaleur s’exprime par :
Dans cette barre métallique
chauffée en son extrémité A, on observe
un gradient longitudinal de température
T(x): T(A) > T(B)
Cette différence du potentiel
température T(A) - T(B) provoque un flux
de chaleur ᶲ :
ᶲ= grad(T)

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Cas d’une transmission de chaleur unidimensionnelle dans le cas d’une
transmission de chaleur unidimensionnelle
Par rapport à l’axe des x :
Ou  est ladiffusivité thermique et l la longueur de la barre.
Dans le cas du régime permanent,la relation précédant se réduit à
Par la suite T=ax+b avec a et b sont des constantes à déterminer à partir
des conditions aux limites.
III. ETUDE PRATIQUE :
Une
maquette HT10X
est une barre
métallique en
laiton de longueur
l=25cm de diamètre d=25cm, verticale et thermiquement isolée constitue de
deux parties, supérieur est chaud et inférieur est froid.