Travaux Pratiques - Thermodynamique - 2ème année de CPGE scientifique, voie MP, Conduction thermique dans une barre cylindrique

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Marwan Brouche

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01 janvier 2010

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Ce module est composé de deux TP : (1) (1) Conduction thermique dans une barre cylindrique (2) Loi de Stefan-Boltzmann

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Marwan Brouche Ecole Supérieure dIngénieurs de Beyrouth, LIBAN 2010-2011 

Conduction thermique dans une barre cylindrique. Objectifs du TP Les objectifs de ce TP sont multiples : - Vérifier la loi théorique de la température dans une barre en régime permanent. - le coefficient déchange de chaleur superficiel de la barre.Déterminer - Déterminer le coefficient déchange dun échangeur. Pour réaliser ces objectifs, on sera amené à faire des acquisitions automatiques de signaux et à les traiter.

A/ Principe de la conduction thermique et étude théorique de la conduction dans une barre métallique cylindrique

I/ Principe de la conduction thermique Lorsque deux corps sont à des températures différentes, il y a transfert thermique dénergie du plus chaud vers le plus froid. Lorsque ce transfert thermique ne saccompagne pas, à léchelle macroscopique, de mouvement de matière, il sagit duntransfert conductif. Lorsquune des extrémités dune tige métallique est placée au contact dune source chaude, le phénomène de conduction thermique se manifeste par une élévation progressive de la température des parties froides de la tige : le phénomène dépend du temps et de lespace et on parle dunediffusion thermique. Modèle de la conduction Supposons que, dans un milieu matériel, la température ne soit pas uniforme mais décroisse dans une direction que nous choisirons pour laxe Ox. Il se produit un transfert de chaleur depuis la région de température élevée vers la région de basse température. Lénergie thermiqueδQ qui traverse par conduction thermique, pendant un temps dt une surface élémentaire dS perpendiculaire à laxe Ox depuis la région chaude vers la région froide est proportionnelle à cette surface et dautant plus grande que lécart de température est plus grand. On peut donc définir une densité de flux thermique (ou flux surfacique) notée jth, telle que : δQ jth.dS.dt et traduire le rôle de lécart de température par : dT . jth= −λdx



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