Analogie thermoélectrique

Analogie Thermoélectrique

Introduction

Au cours de ce TP nous allons étudier la répartition des températures dans l'ʹenveloppe d'ʹun four en régime permanent dans lequel circule un fluide à une température donnée (ici de l'ʹair).

Afin d'ʹétudier ce cas, nous allons passer par une analogie thermoélectrique en régime permanent pour en déduire les différents flux calorifiques du four.

Matériel et Manipulation

Pour réaliser ce TP nous disposons du matériel suivant :

• Alimentation

• Voltmètre

• Quart de papier conducteur (résistif)

Schéma

du dispositif :

e

Voltmètr

Alimentation

U

Ue

Analogie thermoélectrique

A compléter

Schéma synoptique :

Travail demandé

1. Choix d’un quadrillage

On choisit comme maillage le quadrillage déjà disponible sur le papier conducteur du dispositif de mesure. Cela permettra de réduire les imprécisions lors des relevés de tensions.

Le maillage est ainsi un quadrillage orthonormé composé de 19 colonnes et 20 lignes (chaque carreau étant un carré de 1 cm de côté).

2. Mesures

On relève la tension à chaque nœud du maillage. (Voir tableau en annexe)

3. Tracé des équipotentielles

On choisit de calculer les équipotentielle par régression linéaire à l’aide d’un tableur Excel.

Flux de chaleur / Tension

d’alimentation

Paroi du four / Feuille de papier

conducteur

Température / Potentiel



Les incertitudes de mesure sont ici liées à l’électronique de mesure (on considère l’incertitude du placement du voltmètre sur le quadrillage négligeable puisque l’on vise les nœuds du maillage). Sans précision supplémentaire sur l’appareil on estime cette incertitude à 0,01 mV (résolution de l’appareil).

On peut ainsi tracer les courbes équipotentielles. On choisit de tracer les équipotentielles 1, 3, 5, 7, 10, 13 et 21.31 mV. (Voir Annexe 2)

On observe bien un gradient de température. En effet on remarque qu’à l’extérieur la tension est nulle. Au bord du tuyau, la tension est faible et évolue de manière croissante pour être maximale au niveau de la zone de circulation du fluide.

4. Tracé des lignes de courant

En électricité, pour un

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