Transferts Termiques

Ecole Mohammadia d’Ingénieurs Année universitaire 2007-2008

Département G. Civil

Contrôle de transfert de chaleur

Mercredi 2 Juillet

Exercice 1 :

1. On considère une sphère creuse en matériau de conductivité, =40 W/m°C. Les surfaces

internes et externes de rayons respectifs ri et r0 sont portées aux températures uniformes et

constantes Ti et T0, respectivement (Figure 1). On suppose dans tout le problème que la

température varie en fonction de la coordonnée radiale uniquement.

1.1. Déterminer la température, pour une position radiale comprise entre ri et r0.

1.2. Déterminer le flux thermique qui traverse la sphère.

1.3. Déterminer la résistance thermique de la sphère. Montrer que cette résistance est

similaire à celle d’un mur plan.

1.4. Calculer numériquement le flux thermique ainsi que la température pour un point

situé au quart de la distance entre les deux surfaces sphériques.

On donne : ri = 5 cm, r0 = 15 cm, Ti = 300°C et T0 = 100°C.

N.B.: en coordonnées sphériques à symétrie centrale : 

















  ( )

1 2

2 r

r

r r





Figure 1 : sphère creuse

Exercice 2:

Le bout d’une tige cylindrique d’aluminium, de 3 mm de diamètre, est connecté à un

mur à 140°C. L’autre bout est plongé dans une chambre dont la température ambiante est de

15°C.

Le coefficient d’échange convectif entre la surface latérale de la tige et de son

environnement est égale à 300 W/m2°C.

Estimer la chaleur totale dissipée par la tige, sachant que sa conductivité thermique est

de 150 W/mK.

Exercice 3:

Un réservoir de forme cylindrique ; à axe vertical, de diamètre d = 8m de hauteur, I = 4m, est

destiné à stocker de l’eau chaude à une température moyenne Tm =80°C. La paroi est en

matériau métallique et peut être considérée comme

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