TP Transfert de Chaleur

[Transfert de Chaleur] TP N°2 : Convection forcée
1- INTRODUCTION :
Parlant
2- OBJECTIF DU TP :
-
Essayes sur la convection forcée.
Détermination graphique de h.
3- PARTIE THÉORIQUE :
- la surface d’échange :
- cylindre :
S1 = 2 * r * π * L = D * π * L
S1 = 12 * 10-3 * π * 73 * 10-3
S1 = 2,75 * 10-3 m2
- Surface de tous les cylindres :
S2 = S1 * 18
S2= 0,0495 m2
- Surface d’échange:
S = S 2+ S 3
S = 0,0495 + (0,106 * 0,106)
S= 0,061m2
- Pour P= 5W :
O = h*S*(Tp-Tf)= m*cp. ΔT
Et on a : m = ω* ρ*A
D’après le tableau des propriétés physiques de l’air :
Cp = 1006,4083 J/kg*°C
ρ = 1,1880 Kg/m3
v= 1,5 m/s
m= 1,5 * 0,0096 * 1,1880
O = 0,017 * 1006,4083 * ΔT
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 24,3-24 = 0,3
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 0,3 ==> O = 5,1327 W
Tm =
(𝑇 𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒−𝑇 𝑒𝑛𝑡𝑟é𝑒)−(𝑇𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒−𝑇𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑒)
ln(
𝑇𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒−𝑇𝑒𝑛𝑡𝑟é𝑒)
)
(𝑇𝑠𝑜𝑢𝑟𝑐𝑒−𝑇𝑠𝑜𝑟𝑡𝑖𝑒)
FSSA - UAMO - BOUIRA
2
[Transfert de Chaleur] TP N°2 : Convection forcée
Tm1 =
h=
(27,9−24)−(27,9−24,3)
(27,9−24)
ln(
)
(27,9−24,3)
𝑂
𝑆∗𝑇𝑚
==> h1 =
+273,15 Tm1 =
5,1327
0,061∗276,9
0,3
ln(1,08333)
+273,15 Tm1= 276,9 K
h1= 0,3039W/m3*K
- Pour P= 10 W :
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 24,7-24 = 0,7
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 0,7 ==> O = 11,9763 W
Tm2 =
h2 =
(27,9−24)−(27,9−24,7)
(27,9−24)
ln(
)
(27,9−24,7)
11,9763
0,061∗280,71
+273,15 Tm2 =
0,7
0.287
+273,15 Tm2= 280,71 K
h2= 0,70 W/m3*K
- Pour P= 15 W :
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 25,3-24,1 = 1,2
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 1,2 ==> O = 20,5308 W
Tm3 =
h3 =
(36,1−24,1)−(36,1−25,3)
(36,1−24,1)
ln(
)
(36,1−25,3)
20,5308
0,061∗284,54
+273,15 Tm3 =
1,2
ln(1,111)
+ 273,15 Tm3= 284,54 K
h3= 1.1823W/m3*K
- Pour P= 20 W :
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 25,8-24,2 = 1,6
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 1,6 ==> O = 27,3744 W
Tm4 =
h4 =
(40,2−24,2)−(40,2−298,95)
(40,2−24,2)
ln(
)
(40,2−298,95)
27,3744
0,061∗288,337
+273,15 Tm4 =
1,6
ln(1,111)
+273,15 Tm4= 288,337 K
h4= 1.556 W/m3*K
- Pour P= 25 W :
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 26,6-24,3 = 2,3
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 2,3 ==> O = 39,3507 W
Tm5 =
(44,5−24,3)−(44,5−26,6)
(44,5−24,3)
ln(
)
(44,5−26,6)
+273,15 Tm5 =
2,3
ln(1,1285)
FSSA - UAMO - BOUIRA
3
+273,15 Tm5= 292.176 K
[Transfert de Chaleur] TP N°2 : Convection forcée
h5 =
39,3507
0,061∗292,176
h5= 2,208 W/m3*K
- Pour P= 30 W :
ΔT = Tsortie – Tentrée (°C) = 27-24,3 = 2,7
O = 17,109 * ΔT ==> O = 17,109 * 2,7 ==> O = 46,1943 W
Tm6 =
H6 =
(48,6−24,3)−(48,6−27)
(48,6−24,3)
ln(
)
(48,6−27)
46,1943
0,061∗296,074
+273,15 Tm6 =
2,7
ln(1,125)
Tm6= 296,074 K
h6= 2,558W/m3*K
4- Remplissage de tableau:
Puissance (W)
5
10
15
20
25
30
T1 (°C)
24,0
24,0
24,1
24,2
24,3
24,3
T2 (°C)
27,9
31,9
36,1
40,2
44,5
48,6
T3 (°C)
24,3
24,7
25,3
25,8
26,6
27,0
O (W)
5,1327
11,9763
20,5308
27,3744
39,3507
46,1943
Tm (K)
276,9
280,71
284,54
288,337
292,176
296,074
Dessin de graph :
h = f(P)
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
0
5
10
15
20
25
FSSA - UAMO - BOUIRA
4
30
35
H(W·m−2·K−1)
0,304
0,700
1,182
1,556
2,208
2,558
[Transfert de Chaleur] TP N°2 : Convection forcée
5- CONCLUSION :
- Le coefficient de transfert thermique dépend de la puissance ainsi que la température
moyenne.
FSSA - UAMO - BOUIRA
5
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ANNEXE :
https://fr.scribd.com/doc/300186931/TP-transfertdechaleurpdf?fbclid=IwAR2mkoin90GIybMyr6hhzgAwQ6GIUyAsgZLC2W-ZIkDpxphMcWopLy6VVUs
FSSA - UAMO - BOUIRA
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